3D打印機用黏土建造房屋

　　【機床商務(wù)網(wǎng)欄目 產(chǎn)品評測】在離網(wǎng)區(qū)域（不接入公共電力、供水等市政管網(wǎng)的偏遠或獨立區(qū)域）打造經(jīng)濟實惠的居住空間：意大利WASP公司研發(fā)的一款大型3D打印機使之成為可能，該打印機可以利用黏土來建造房屋墻體。為確保打印機能在高粉塵與污垢環(huán)境下可靠運行，且無需持續(xù)維護，工程師們在機器的機械部件中采用了igus生產(chǎn)的高性能工程塑料免潤滑滑動膜。
 

　　泥壺蜂能夠利用從周圍環(huán)境中收集的天然材料自行筑巢。意大利WASP公司借鑒這一原理，研發(fā)出了模塊化3D打印機Crane WASP，它可在建筑工地上用黏土建造房屋墻體。例如，意大利馬薩倫巴達的TECLA房屋就是這樣建造而成的。它是世界上首座完全由泥土與水的混合物3D打印而成的穹頂建筑。WASP的目標(biāo)是提供一種技術(shù)解決方案，能夠以經(jīng)濟高效、環(huán)保且快速的方式，在離網(wǎng)區(qū)域打造居住空間。借助Crane WASP 3D打印機，房屋可利用本地取材的天然材料、農(nóng)業(yè)廢棄物及標(biāo)準(zhǔn)化建材進行建造。
 

　　傳統(tǒng)金屬軸承難以承受過多灰塵與污垢的影響
 

　　這款3D打印機由一個主打印單元構(gòu)成，該單元可按多種配置進行組裝。單個打印單元的打印區(qū)域直徑達8.2米，高度為3.2米。Crane WASP打印機同時配備有一根垂直桅桿和一個高度可調(diào)的吊臂，吊臂可360度旋轉(zhuǎn)。一臺黏土擠出機在懸臂上水平移動，逐層砌筑建筑墻體。在TECLA房屋項目中，這一過程耗時200小時。如此規(guī)模的項目對3D打印機的各個部件而言意味著相當(dāng)大的負荷。其中，軸承點所承受的壓力尤為突出——打印頭在Z軸懸臂上持續(xù)數(shù)小時移動，且長期暴露在灰塵和污垢之中。WASP團隊意識到，這些顆粒物可能會破壞金屬軸承中的潤滑膜，引發(fā)機械磨損，并增加摩擦力和磨損程度。最壞的情況下，這甚至可能導(dǎo)致軸承故障。因此，WASP公司一直在尋找一種可替代傳統(tǒng)金屬軸承且耐臟污的解決方案。
 

　　igus免潤滑滑動膜讓3D打印機更具經(jīng)濟性
 

　　該團隊選用了由高性能工程塑料iglidur J制成的drylin R JUM-01-50滑動膜。搭載著打印頭的滑塊配合滑動膜在懸臂的鋁合金支柱上滑動。其特別之處在于：無需使用潤滑脂，因為igus將固體潤滑劑集成到了高性能工程塑料中，這些潤滑劑會在設(shè)備運行過程中釋放出來，從而實現(xiàn)多年的無油干運行。得益于igus的滑動膜，3D打印機的機械部件不僅更耐灰塵、故障率更低，而且無需進行額外的潤滑作業(yè)。這省去了耗時的維護工作，降低了日常使用中的運營成本。由高性能工程塑料制成的這種滑動膜的另一個優(yōu)勢在于，其重量比同類金屬軸承輕達80%。據(jù)WASP公司稱，igus滑動膜更輕的質(zhì)量提高了打印頭的精度和響應(yīng)速度，從而提升打印質(zhì)量。設(shè)計工程師們在堅固性方面也無需做出任何妥協(xié)。該滑動膜的設(shè)計使其在打印頭移動時能夠同時承受橫向和軸向載荷。此外，它們還具備抗潮濕和耐溫度波動的特性。這些規(guī)格確保了3D打印機即使在惡劣條件下也能可靠運行。
 

　　圖片說明：
 

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　　由于采用了igus滑動膜，WASP公司3D打印機的機械部件具備更強的防塵能力、更高的故障安全性和免潤滑特性。這省去了耗時的維護工作，降低了運營成本。(資料來源：igus SE & Co. KG)