ナノマテリアルと分子ナノテクノロジーのジャーナル

3Dハウスプリンターの設計と開発

イドリス・アル・イスマイリ

住宅プリンターのイノベーションは、最小限のコストで、短期間で、質が高く、手頃な価格の住宅を手に入れることができるという、人類に数え切れないほどのメリットをもたらす最も重要な技術の 1 つです。住宅を建てる従来の方法は非効率であるため、このプロジェクトは、生産性の低さや熟練労働者の不足など、建設業界が多くの問題を抱えているオマーンにとって大きな意義を持っています。このプロジェクトの目的は、小規模な住宅に似た基本構造を形成するために、コンクリートを層ごとに印刷できるプロトタイプを開発することで、住宅印刷のアイデアを実証することです。グループは、実装され、技術を実証するために使用されるプロトタイプの詳細な設計を作成しました。 3D 印刷技術 (FDM) 固体材料を使用した 3D 印刷は、さまざまな方法で行うことができます。よく使用される方法は、熱溶解積層法 (FDM) です。それぞれの材料は、押し出しヘッドに含まれる加熱要素 (液化装置) によって融点よりわずかに高い温度まで加熱され、半液体の状態で層ごとにビルド プラットフォーム上に堆積されます。モデルの張り出し部分や特に薄い部分を支えるために、取り外し可能な材料を印刷するための別のノズルを備えたサポート材も使用できます。このサポート材は完成後に除去され、意図した 3D モデルが残ります (Cooper、2001)。住宅用 3D プリンターは押し出し技術を使用します。一部のモデルの外観は、超大型のデスクトップ FFF/FDM 3D プリンターに匹敵しますが、他のモデルは回転する機械アームで構成されています。コンクリートや土などのペーストタイプのコンポーネントがフィラメントとして使用されます。材料は特殊なノズルから押し出されて層を形成し、家や建物の基礎と壁を設計します。熱溶解積層法 (FDM) または熱溶解フィラメント製造法 (FFF) は、材料押し出しファミリーに属する付加製造プロセスです。FDM では、溶融した材料を事前に決められた経路で層ごとに選択的に堆積させることにより、オブジェクトを構築します。使用される材料は熱可塑性ポリマーで、フィラメントの形式になっています。 FDM は最も広く使用されている 3D 印刷技術です。これは、世界最大の 3D プリンターのインストール ベースを表し、多くの場合、人々が最初に触れる技術です。この記事では、この技術の基本原理と重要な側面について説明します。