3D打印无人机像蜜蜂一样在飞行时建造和修复结构

研究人员表示，该技术已经在实验室进行了测试，最终可用于在高楼等难以进入或危险的地方进行制造和建造，或帮助灾后救援建设。

3D打印在建筑行业的势头越来越猛。在现场和工厂中，静态和移动机器人打印用于建筑项目的材料，例如钢结构和混凝土结构。

这种新的3D打印方法——由瑞士联邦材料科学与技术实验室Imperial和Empa领导开发——使用称为无人机的飞行机器人，其使用受蜜蜂和黄蜂等自然建造者启发的集体建造方法。创造大而复杂的结构。

机队中的无人机统称为空中增材制造(Aerial-AM)，它们从一个单一的蓝图协同工作，随时调整他们的技术。它们在飞行时是完全自主的，但由人工控制员监控，该控制员根据无人机提供的信息检查进展并在必要时进行干预。

帝国理工学院航空系和Empa材料与技术中心机器人技术中心的主要作者Kovac教授说：“我们已经证明，至少在实验室中，无人机可以自主和协同工作来建造和维修建筑物。我们的解决方案具有可扩展性和可以帮助我们将来在难以到达的地区建造和维修建筑物。”

打印3D几何图形

Aerial-AM同时使用3D打印和路径规划框架来帮助无人机在建造过程中适应结构几何形状的变化。该机队由在飞行过程中存放材料的BuilDrones和持续测量BuilDrones输出并告知其下一步制造步骤的质量控制ScanDrones组成。

为了测试这个概念，研究人员开发了四种定制的水泥混合物供无人机建造。

在整个构建过程中，无人机实时评估打印的几何形状并调整其行为以确保它们符合构建规范，制造精度为5毫米。

概念验证印刷品包括一个2.05米高的圆柱体(72层)，采用聚氨酯基泡沫材料，以及一个18厘米高的圆柱体(28层)，采用定制设计的结构胶凝材料。

该技术为在高大或其他难以进入的位置建造和修复结构提供了未来的可能性。接下来，研究人员将与建筑公司合作，验证解决方案并提供维修和制造能力。

Kovac教授说：“与传统的手动方法相比，我们相信我们的无人机机队可以帮助降低未来的建设成本和风险。”

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