使用智能動態鑄造機器人制造混凝土立面豎框

在成功完成材料優化混凝土立面豎框的生產后，蘇黎世聯邦理工學院Gramazio Kohler研究小組的Fabio Scotto和Ena Lloret-Frischti以及蘇黎世聯邦理工學院建筑材料物理化學主席回顧了在最終機器人制造過程的開發中必不可少的實驗和原型。

智能動態鑄造(SDC)的集成用于生產DFAB HOUSE一樓的立面豎框，這促使我們開發了一種自適應機器人裝置，使我們能夠生產定制的鋼筋混凝土結構。在最終開發出強大的機器人過程之前，我們必須在實驗和原型階段克服一些挑戰。

縮小生產系統并最大限度地減小摩擦力

我們的首要任務是縮小生產系統，以實現最小橫截面為100×70 mm的結構。這對我們之前使用的模板系統有直接影響。我們觀察到摩擦力的增加導致沿著模板內壁積聚混凝土。這在鑄造過程中引起了重大問題，特別是表面破壞，并且在某些情況下，完全流出新拌混凝土。

為了最大限度地減少摩擦力的影響，我們制定了優化整個過程的策略。首先，我們設計了一種更加自密實的混凝土混合物，具有更大的流動性和優化的凝固時間。其次，模板材料改為不銹鋼。與我們的毛細管加油概念一起，這確保了更加無摩擦的鑄造工藝。

加固的整合

我們在研究過程中必須克服的另一個問題是加固系統的整合。雖然DFAB HOUSE的豎框不是承重的，但它們的結構性能針對風和自重載荷進行了優化。

我們開發了一種非標準的加固系統，該系統受限于豎框的小橫截面。兩個12mm半徑的不銹鋼棒，通過CNC工藝預先彎曲成所需的形狀，通過水平連接元件焊接在一起。在開始制造過程之前將加固件放置在模板內部并固定到下部和上部附件。由于豎框的細長幾何形狀，加強件在其自身重量的作用下具有彎曲的趨勢，并且已經審查了附接系統以避免在混凝土澆鑄期間的任何偏轉。我們設計了一個滑輪系統，允許我們通過施加張力將加固件固定到位。在這樣做的過程中，我們確保在整個生產過程中保持加固，

成功的開發過程

經過大量的實驗和原型，我們成功地克服了過程中出現的所有挑戰，并最終確定了優化的制造程序。為DFAB HOUSE生產的SDC豎框在滿足所需結構標準的同時顯示出優異的表面質量。