纳米材料与分子纳米技术杂志

3D房屋打印机的设计与开发

伊德里斯·伊斯玛仪

房屋打印机创新是最重要的技术之一，它将为人类带来无数好处，包括以最低的成本在短时间内获得一栋体面且负担得起的房屋。传统的建房方法效率低下，该项目对我们国家阿曼具有重要意义，因为阿曼的建筑业面临许多问题，无论是生产力水平低还是缺乏熟练工人，还有其他主要问题。该项目旨在通过开发一个原型来展示房屋打印的想法，该原型可用于逐层打印混凝土以形成类似于小型房屋的基本结构。该小组已经提出了原型的详细设计，该原型将被实施并用于展示该技术。3D 打印技术 (FDM) 使用固体材料的 3D 打印可以通过多种方式完成。一种常用的方法是熔融沉积成型 (FDM)。相应的材料通过挤出头中的加热元件（液化器）加热到略高于其熔点的温度，并以半液态形式逐层沉积在构建平台上。还可以使用具有单独喷嘴的支撑材料来打印可移除材料，以支撑模型的悬垂部分和特别薄的部分。完成后，移除该支撑材料，留下预期的 3D 模型 (Cooper, 2001)。房屋 3D 打印机使用挤压技术。一些模型的外观可以与超大尺寸的桌面 FFF/FDM 3D 打印机相媲美，而其他模型则由旋转机械臂组成。糊状成分（例如混凝土或泥土）用作细丝。材料从特殊喷嘴中挤出以形成层，设计房屋或建筑物的地基和墙壁。熔融沉积成型 (FDM) 或熔融长丝制造 (FFF) 是一种属于材料挤压家族的增材制造工艺。在 FDM 中，通过选择性地逐层沉积熔融材料以预定路径构建物体。所用材料是热塑性聚合物，呈细丝形式。 FDM 是应用最广泛的 3D 打印技术：它代表了全球最大的 3D 打印机安装基数，并且通常是人们接触到的第一项技术。本文介绍了该技术的基本原理和关键方面。