近期，魔猴网了解到，美国陆军和阿肯色大学 (U of A)签署了一份价值 350 万美元的合同，以开发用于救灾的建筑 3D 打印技术，也称增材建造 (AC)技术。阿肯色大学土木工程系的Michelle Barry副教授、Cameron Murray助理教授和机械工程系的Wenchao Zhou副教授将一起开展这项研究，他的初创公司AMBOTS将参与该项目中软件编程方面的工作。

事实上，350 万美元的附属资金只是美国陆军工程师研发中心向Applied Research Associates (ARA) 提供的 1200 万美元更大奖励的一部分。ARA 是一家总部位于新墨西哥州的研究和工程公司，该公司开展AC技术的研究是为了探索救灾部队在灾难现场使用当地材料 3D 打印水平建设项目（例如，涵洞、T 型墙和泽西路障）的可行性。

△泽西岛上的路障

阿肯色大学团队将确定增材建造的最佳设计模式和可用的本地材料。此外，他们还将为要在现场部署的移动机器人创建代码，以创建这些结构。在接下来的两年里，该团队将开发建筑原型，资金将用于购买一台大幅面 3D 打印机和用于土壤和混凝土表征的其他设备。

使用本地材料

阿肯色大学颗粒材料研究实验室的 Barry 将探索新的材料结构和几何配置，以实现最佳性能和效率。提出的概念包括仿生结构，例如蜂窝图案，旨在减少材料，同时优化强度。

△Murray与美国陆军一起参与了其他混凝土测试研究。图片由阿肯色大学提供

Barry还将与专门研究混凝土的默里一起记录和研究各种本土土壤与混凝土混合的能力，分析由此产生的成分并对用这些材料制成的物体进行大规模测试。假设救灾部队能够使用当地材料所开发的混凝土材料和机器人3D 打印技术，而不是长距离运输水泥和骨料，可以减少成本、时间和环境影响。

Barry 说：“几千年来，人类一直在使用土壤进行建筑，但 3D 打印土壤使我们能够以全新且令人兴奋的方式使用土壤。我们可以在救灾区建造建筑物或道路，在那里您只需引入一件设备，因为您可能无法引入其他建筑材料。如果当地的土壤有用，你就暂时用它们打印，人们得到庇护，一旦不需要，它就会溶解回原来的外观。”

用于建筑 3D 打印的 Swarm机器人

除了共同创立专注于群体机器人制造的 AMBOTS 之外，Zhou 还是亚利桑那大学先进制造、建模和材料实验室的主任。Zhou 将负责确保结构的 CAD 文件正确无误翻译成机器代码，供多台机器协作 3D 打印各种材料。出于这个原因，AMBOTS 将领导机器人的软件开发，这些机器人将被设计为独立工作并相互协作，以适应不同的组合。

△T 形墙运往阿富汗的 KAF 大院。图片由美国陆军工程兵团和 Karla Marshall 提供。

Zhou 说：“我们很高兴有机会与ARA 合作，并利用他们的行业知识和经验来开发尖端的 3D 打印能力，这笔赠款将使我们能够投资于研发，推动我们的群体 3D 打印技术的创新，并为建筑和其他行业的未来开启新的可能性。”

APA 是这个项目中一个有趣的合作伙伴，因为它已经参与了基础设施和国家安全。这包括“地面交通研究和开发、路面工程和测试、路面标记服务、交通资产管理、交通监控、岩土工程解决方案、风险管理、政策和规划、道路安全、自治以及创新培训解决方案和技术部署。” 至于国家安全，该公司表示：“我们的根源始于 1979 年的军事支持，模拟和分析武器效果并开发新的武器系统以提高我们部队的技术优势。以建模和仿真为核心，ARA 已经发展成为开发保护设施、提高作战人员效能的公司。”

△3D 打印和增材建造的趋势

建筑3D打印涵洞结构

阿肯色大学的项目也展示了建筑3D打印这一方向未来将是主流的技术趋势。墨西哥混凝土巨头 CEMEX 曾开发出一种专有混凝土配方，可以将当地的骨料和水泥用于 3D 打印结构，正如 COBOD 最近的 AC 项目所证明的那样。同时，WASP 专注于主要使用本土土壤和粘土来建造其空调结构。鉴于全球水泥行业的碳足迹，以及整体资源日益稀缺，向当地土基建筑材料的转变是自然而然的。