世界首款塔吊式3D建筑打印机问世:Luyten Ascend系列重塑高层增材制造
近日,澳大利亚机器人与3D打印公司Luyten正式推出其Ascend系列A27,该公司宣称这是全球首款采用塔吊设计的3D混凝土建筑打印机。这款设备将塔吊架构、机器人混凝土挤出、AI驱动的打印路径生成以及数字化施工工作流集成于一体,能够在最大45米的工作半径内建造高达100米的结构。
要理解Ascend,有必要回顾一下混凝土3D打印至今的发展状况。COBOD、ICON和PERI等公司多年来一直在构建基于龙门架的系统,这些可移动结构沿固定轨道运行。它们工作良好,但共享一个严重限制:无法超越几层楼的高度。丹麦的COBOD BOD2是该类别中最好的设备之一,其构建范围为长50米、宽15米、高仅略高于8米。以高达1000毫米/秒的打印速度,它是一台令人印象深刻的机器。然而,其三层的天花板是一个重大限制,特别是对于考虑城市基础设施的建筑师而言,因为向上而非向外建造正日益成为唯一的选择。传统系统采用龙门框架,沿固定水平导轨移动,高度仅限低层建筑;Ascend用塔式起重机底座替代了这一结构,单个安装点即可覆盖大型建筑工地的面积,并随着建筑升高而向上延伸。

Luyten以不同的方式应对挑战。该公司没有设计另一个龙门系统,而是首先分析了市场。他们提出的问题很简单:在每个高层建筑工地上,已经有哪些设备?答案同样简单:塔吊。Ascend A27将标准塔吊改造成一个机器人混凝土打印系统。打印头悬挂在塔吊臂上,直接从数字模型逐层沉积混凝土。Luyten并未将Ascend系列定位为现有施工现场基础设施的附加设备,而是围绕行业已经长期依赖的塔吊设备构建了整套系统。该公司表示,这一策略有意区别于该领域此前渐进式的自动化发展路径。

根据Luyten的介绍,该打印机可在1到2天内完成安装和调试,大幅缩短大型项目的现场设置时间。其配套使用Luyten自研的Ultimatecrete可打印混凝土材料,该材料专为大型增材制造设计,具有可控的流动性能以及适合多层结构的优异层间粘结特性,同时在可泵送性和大规模构建的一致性方面进行了优化。打印头的移动和打印路径规划由专有AI软件处理,该软件实时监控进度并优化材料沉积序列。

「Ascend的意义不仅仅在于它是一台新的3D混凝土打印机,」Luyten创始人兼首席执行官Ahmed Mahil博士表示,「它将建筑行业最重要的机器之一转变为能够直接从数字设计进行建造的机器人制造系统。」该系统利用AI生成打印路径、管理施工流程并实时监控施工进度。Luyten指出,它能减少模板用量和劳动力依赖,同时提高材料利用率——这些优势直接针对当前建筑行业持续面临的运营挑战,包括住房需求上升、熟练劳动力短缺以及材料浪费问题。

该机器定位在四个领域:高层住宅(包括公寓楼和经济适用房)、商业开发(如酒店和办公楼)、公共基础设施(涵盖交通项目和公共设施结构)、以及工业设施(包括仓库和物流中心)。在密集的城市市场中,土地成本使得低层建筑在经济上不可持续,垂直建设的压力尤为突出——一台无法跟随建筑超过三层的打印机无法解决这些市场实际面临的问题,这也是100米能力成为Luyten推向市场的规格中最具分量的原因。
「建筑行业花费了数十年时间试图围绕塔吊实现自动化,」Mahil指出,「我们选择了不同的路径——我们把塔吊本身变成了机器人。建筑行业并不需要替换现有基础设施就能受益于自动化,它需要的是能与已经塑造我们城市的基础设施相集成的技术。」
话虽如此,仍有几个问题悬而未决。悬挂在塔吊臂上的打印头是一个易受摆动影响的系统。在高速横向移动时,定位精度可能难以维持。Luyten尚未公布关于尺寸公差或实际打印速度的详细数据。多层建筑的结构认证是一个独立且漫长的过程,这一直以来都拖慢了混凝土打印领域的每个参与者。
无论Ascend多快到达实际工地,这一发布本身就设定了一个方向。混凝土3D打印多年来一直在承诺一场建筑革命,但大部分时间里讨论的都是独栋住宅和小型展馆。Ascend A27首次将这一讨论转向城市、公寓楼和基础设施。一个多世纪以来,塔吊一直是向上建造的象征。如果Luyten是对的,它可能很快会真正成为建造者。
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