Un equipo de investigación internacional dirigido por Empa y el experto en drones del Imperial College London, Mirko Kovac, ha desarrollado un enjambre de drones colaborativos impresos en 3D inspirados en las abejas. Bajo control humano, estos robots voladores trabajarán en equipo para imprimir materiales 3D para construir o reparar estructuras en vuelo, como informan los científicos en el artículo de portada del último número. . Naturaleza.
La impresión 3D está ganando impulso en la industria de la construcción. Tanto en el campo como en la fábrica, los robots estáticos y móviles imprimen materiales para su uso en proyectos de construcción como estructuras de acero y hormigón.
Un nuevo enfoque para la impresión 3D, liderado por el Imperial College London y el Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología de Materiales Empa, utiliza robots voladores llamados drones. avispa.
Llamado Fabricación aditiva aérea (Aerial-AM), el sistema incluye una flota de drones que trabajan juntos a partir de un único plano.
Consiste en BuilDrones, que depositan material en vuelo, y ScanDrones de control de calidad, que miden continuamente la salida de los BuilDrones e informan el próximo paso de fabricación.
Los investigadores creen que, a diferencia de los métodos alternativos, la impresión 3D en vuelo podría conducir a la fabricación y construcción in situ de puertas en lugares difíciles o peligrosos, como la construcción de socorro después de un desastre y edificios e infraestructura de gran altura. la
La investigación fue dirigida por el profesor Mirko Kovac del Departamento de Aeronáutica de Imperial y el Centro de Robótica y Tecnología de Materiales de Empa.
El profesor Kovac dijo: .”
Aerial-AM utiliza tanto la impresión 3D como un marco de planificación de rutas para que el dron pueda adaptarse a los cambios en la forma de la estructura a medida que avanza la construcción.
Aunque el dron vuela de forma completamente autónoma, hay un controlador humano en el circuito que puede monitorear el progreso e intervenir si es necesario en función de la información proporcionada por el dron.
impresión de formas 3D
Para probar el concepto, los investigadores desarrollaron cuatro mezclas similares al cemento con las que construir el dron.
Durante la construcción, el dron evalúa la geometría impresa en tiempo real y adapta su comportamiento para cumplir con las especificaciones de construcción. La precisión de fabricación es de 5 mm.
Las impresiones de prueba de concepto incluyen un cilindro de 2,05 metros (72 capas) que utiliza un material de espuma a base de poliuretano y un cilindro de 18 centímetros (28 capas) que utiliza un material similar al cemento estructural diseñado a medida.
Esta tecnología ofrece posibilidades futuras para la construcción y reparación de estructuras en lugares altos, ilimitados y de difícil acceso. Luego, los investigadores trabajarán con las empresas de construcción para validar la solución y proporcionar capacidades de reparación y fabricación. Creen que la tecnología proporcionará importantes ahorros de costos y reducirá los riesgos de acceso en comparación con los métodos manuales tradicionales.
Los colaboradores incluyen a Robert Stuart-Smith, Stefan Leutenegger, Vijay Pawar, Richard Ball, Chris Williams, Paul Shephard y equipos de investigación de UCL, University of Bath, University of Pennsylvania, Queen Mary University y University of Munich.
Este trabajo fue financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas, parte de UKRI. Fue iniciado por el profesor asociado Stuart-Smith y el profesor Kovac después de recibir un premio por una colaboración de investigación piloto y una demostración sobre la reparación de tuberías. El proyecto también cuenta con el apoyo de Industrial Partners Skanska, Ultimaker, Burohapold y BRE.