在离网区域(不接入公共电力、供水等市政管网的偏远或独立区域)打造经济实惠的居住空间:意大利WASP公司研发的一款大型3D打印机使之成为可能,该打印机可以利用黏土来建造房屋墙体。为确保打印机能在高粉尘与污垢环境下可靠运行,且无需持续维护,工程师们在机器的机械部件中采用了igus生产的高性能工程塑料免润滑滑动膜。
泥壶蜂能够利用从周围环境中收集的天然材料自行筑巢。意大利WASP公司借鉴这一原理,研发出了模块化3D打印机Crane WASP,它可在建筑工地上用黏土建造房屋墙体。例如,意大利马萨伦巴达的TECLA房屋就是这样建造而成的。它是世界上首座完全由泥土与水的混合物3D打印而成的穹顶建筑。WASP的目标是提供一种技术解决方案,能够以经济高效、环保且快速的方式,在离网区域打造居住空间。借助Crane WASP 3D打印机,房屋可利用本地取材的天然材料、农业废弃物及标准化建材进行建造。
图片说明:由于采用了igus滑动膜,WASP公司3D打印机的机械部件具备更强的防尘能力、更高的故障安全性和免润滑特性。这省去了耗时的维护工作,降低了运营成本。(资料来源:igus SE & Co. KG)
传统金属轴承难以承受过多灰尘与污垢的影响
这款3D打印机由一个主打印单元构成,该单元可按多种配置进行组装。单个打印单元的打印区域直径达8.2米,高度为3.2米。Crane WASP打印机同时配备有一根垂直桅杆和一个高度可调的吊臂,吊臂可360度旋转。一台黏土挤出机在悬臂上水平移动,逐层砌筑建筑墙体。在TECLA房屋项目中,这一过程耗时200小时。如此规模的项目对3D打印机的各个部件而言意味着相当大的负荷。其中,轴承点所承受的压力尤为突出——打印头在Z轴悬臂上持续数小时移动,且长期暴露在灰尘和污垢之中。WASP团队意识到,这些颗粒物可能会破坏金属轴承中的润滑膜,引发机械磨损,并增加摩擦力和磨损程度。最坏的情况下,这甚至可能导致轴承故障。因此,WASP公司一直在寻找一种可替代传统金属轴承且耐脏污的解决方案。
igus免润滑滑动膜让3D打印机更具经济性
该团队选用了由高性能工程塑料iglidur J制成的drylin R JUM-01-50滑动膜。搭载着打印头的滑块配合滑动膜在悬臂的铝合金支柱上滑动。其特别之处在于:无需使用润滑脂,因为igus将固体润滑剂集成到了高性能工程塑料中,这些润滑剂会在设备运行过程中释放出来,从而实现多年的无油干运行。得益于igus的滑动膜,3D打印机的机械部件不仅更耐灰尘、故障率更低,而且无需进行额外的润滑作业。这省去了耗时的维护工作,降低了日常使用中的运营成本。由高性能工程塑料制成的这种滑动膜的另一个优势在于,其重量比同类金属轴承轻达80%。据WASP公司称,igus滑动膜更轻的质量提高了打印头的精度和响应速度,从而提升打印质量。设计工程师们在坚固性方面也无需做出任何妥协。该滑动膜的设计使其在打印头移动时能够同时承受横向和轴向载荷。此外,它们还具备抗潮湿和耐温度波动的特性。这些规格确保了3D打印机即使在恶劣条件下也能可靠运行。