3D打印和增材制造似乎是21世紀(jì)的金礦，近年來在從珠寶和汽車制造到建筑業(yè)的各個領(lǐng)域掀起了波瀾。誰會想到像3D打印這樣的技術(shù)可以與另外兩種新興技術(shù)--無人機和人工智能--結(jié)合起來并做出真正了不起的東西呢？

由倫敦帝國學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的巴斯大學(xué)的一個研究小組在《自然》上發(fā)表了一篇論文詳細(xì)介紹了一種非常誘人的新建筑工具：自主無人機，它可以像昆蟲一樣工作修復(fù)甚至可能建造整個結(jié)構(gòu)。研究人員將這種制造方法稱為航空增材制造(Aerial-AM)。

無人機的工作原理跟擠壓式3D打印機相同，這意味著它們有一個垂直于工作區(qū)的打印頭，其將快速固化的材料流分層放置在一個表面。當(dāng)擠壓發(fā)生時，打印頭移動以創(chuàng)建所需的形狀。根據(jù)需要增加層數(shù)以此來形成最終產(chǎn)品。在這種新的創(chuàng)新的情況下，研究人員開發(fā)出了他們自己的測試材料，其被描述為類似水泥，但卻足夠輕從而可以讓無人機隨身攜帶。

當(dāng)談到這些飛行的、受昆蟲啟發(fā)的無人機，3D打印只是其中的一塊拼圖。研究人員開發(fā)了兩種類型的無人機并打算讓它們在機群中發(fā)揮作用以來完成維修或建筑工作。一方面，有BuilDrones，它們是負(fù)責(zé)鋪設(shè)材料的艱苦工作的無人機。

跟它們一起的還有ScanDrones，它們使用3D掃描儀執(zhí)行質(zhì)量控制和監(jiān)督任務(wù)。后一種類型的無人機負(fù)責(zé)監(jiān)測BuilDrones的性能和整體結(jié)構(gòu)以確保它符合制造規(guī)范。ScanDrones使用從其間歇性掃描中獲得的信息來告知建造過程中的下一步并向BuilDrones發(fā)出相應(yīng)指示。研究人員利用這個系統(tǒng)能將打印精度降低到5毫米。

在開發(fā)過程中，研究人員用一些不同的材料進(jìn)行打印，包括一種類似水泥的混合物，這種混合物可以在無人機上存放更長時間，另外一旦沉積就會迅速干燥。讓ScanDrones盯著施工意味著研究人員還可以測試更多不可預(yù)測的材料，如膨脹聚氨酯泡沫。研究人員希望這項新技術(shù)將為救災(zāi)期間的快速施工和難以到達(dá)和安全施工的地方的結(jié)構(gòu)維修打開大門。此外，這項技術(shù)還可以證明是一種有效的替代大型結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通常被用來打印其他結(jié)構(gòu)如房屋。