宾夕法尼亚州立大学获7.5万美元开发3D打印混凝土系统

时间：2019-08-16 09:03 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网8月16日讯，宾夕法尼亚州立大学（PSU）的一个团队已经获得75,000美元用于开发其3D打印混凝土系统。这笔款项中的50,000美元来自工程学院的创新与创业工程（ENGINE）资助计划，另外还有25,000美元来自艺术与建筑学院。
在参与美国宇航局的3D打印火星栖息地挑战赛之后，PSU团队正在设计高性能，可持续的混凝土3D打印技术，其新的水泥基混合物将与其六轴机器人增材制造机器一起使用。这使得能够构建复杂的、有效的结构。“混凝土3D打印技术尚有很广的开发前景，以取代现有方法，它可以经济地建造传统建筑。”PSU MarsCrete项目首席研究员，住宅建筑教授Bernard和Henrietta Hankin教授Ali Memari表示。“相反，这项技术对复杂的设计更有用，因为传统的模板使用方法会更加昂贵。”

PSU 3D Printed Mars Habitat Challenge团队的成员测试他们的3D打印系统。照片来自PSU。
多学科PSU团队由工程设计，技术和专业课程学院（SEDTAPP），艺术与建筑学院和Stuckeman设计计算中心（SCDC）的教师组成。正如SCDC教授JoséPintoDuarté所述，此次合作旨在解决混凝土3D打印的复杂问题。“鉴于所需知识的广度和深度，单个调查员在该领域以合理的速度进行有意义的研究将相当困难。因此，具有不同专业知识的研究人员之间的多学科合作至关重要。“
由于美国宇航局2017年的挑战，创建了一个混凝土3D打印机系统，该系统带有双混合器和泵，由工业六轴机械臂操纵喷嘴。该补助金正在加速该系统新型水泥混合物的开发和测试。SEDTAPP负责人SvenBilén解释说：“混凝土配方和打印机系统是紧密耦合的，因为一个设计会影响另一个的设计。我们必须从微观到大规模工作。我们的工作也紧密结合了可以通过我们的材料和印刷方法实现的建筑设计。所有三个方面：材料、印刷系统和建筑必须同时考虑。“

Foster + Partners在百年挑战赛第一阶段的火星3D打印栖息地获奖设计。图片来自“Team GAMMA”Foster + Partners / Astrobotic
常规和添加剂制造的水泥

根据PSU团队的说法，传统混凝土由普通硅酸盐水泥（OPC），水，沙子等组成。生产一吨OPC需要1,700到1,800兆焦耳的能量，足以为500个100瓦的灯泡供电10小时。这个过程也会向地球大气层排放大约一吨二氧化碳。材料混合物，表征和设计，以及增材制造工艺和系统正在改进和测试，以对抗每个变量的负面影响。研究人员认为，这将允许更多地控制3D打印系统，最终实现复杂结构的生产。

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