پژوهشگران امپریال کالج لندن و امپا ناوگانی از پهپادهای پرینت سه بعدی با الهام از زنبور عسل، که در مجموع به عنوان Aerial Additive Manufacturing (Aerial-AM) شناخته می شود، برای ساخت و تعمیر سازه ها در حین پرواز ایجاد کرده اند. محققان که کار خود را با عنوان منتشر می کنند می گویند این فناوری در نهایت می تواند برای تولید و ساخت و ساز در مکان های صعب العبور یا خطرناک، مانند ساختمان های بلند، یا کمک به ساخت و سازهای امدادی پس از فاجعه استفاده شود. “تولید افزودنی هوایی با چند ربات خودمختار” در طبیعت.
پرینت سه بعدی در صنعت ساخت و ساز در حال افزایش است. هم در محل و هم در کارخانه، روبات‌های استاتیک و متحرک موادی را برای استفاده در پروژه‌های ساختمانی چاپ می‌کنند، مانند سازه‌های فولادی و بتنی. این رویکرد جدید از روبات‌های پرنده معروف به هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می‌کند که از روش‌های ساختمانی جمعی با الهام از سازندگان طبیعی مانند زنبورها و زنبورها استفاده می‌کنند.
پهپادهای Aerial-AM در ناوگان به طور مشترک از یک طرح اولیه کار می کنند و تکنیک های خود را در حین حرکت تطبیق می دهند. آنها در حین پرواز کاملاً خودمختار هستند اما توسط یک کنترل کننده انسانی که بر اساس اطلاعات ارائه شده توسط پهپادها پیشرفت را بررسی می کند و در صورت لزوم مداخله می کند.
ما ثابت کرده‌ایم که هواپیماهای بدون سرنشین می‌توانند به طور مستقل و پشت سر هم برای ساخت و تعمیر ساختمان‌ها، حداقل در آزمایشگاه، کار کنند. راه حل ما مقیاس پذیر است و می تواند به ما در ساخت و تعمیر ساختمان ها در مناطق صعب العبور در آینده کمک کند.”
Aerial-AM از پرینت سه بعدی و چارچوب برنامه ریزی مسیر برای کمک به پهپادها برای سازگاری با تغییرات هندسه سازه در حین پیشرفت ساخت استفاده می کند. این ناوگان متشکل از BuilDrones است که مواد را در طول پرواز ذخیره می‌کند و ScanDrones کنترل‌کننده کیفیت که به طور مداوم خروجی بیل‌درون‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند و مراحل بعدی آنها را اطلاع‌رسانی می‌کنند.
برای آزمایش این مفهوم، محققان چهار مخلوط سیمانی سفارشی را برای ساخت پهپادها توسعه دادند. در طول ساخت، پهپادها هندسه چاپ شده را در زمان واقعی ارزیابی کردند و رفتار خود را برای اطمینان از مطابقت با مشخصات ساخت، با دقت ساخت پنج میلی متر، تطبیق دادند. چاپ های اثبات مفهوم شامل یک استوانه 2.05 متری (72 لایه) با مواد فوم مبتنی بر پلی یورتان و یک استوانه به ارتفاع 18 سانتی متر (28 لایه) با مواد سیمانی ساختاری طراحی شده سفارشی بود.
این فناوری Aerial-AM امکانات آتی را برای ساخت و تعمیر سازه‌ها در مکان‌های بلند یا دیگر مکان‌های صعب العبور ارائه می‌دهد. در مرحله بعد، محققان با شرکت های ساختمانی برای اعتبارسنجی راه حل ها و ارائه قابلیت های تعمیر و ساخت همکاری خواهند کرد. پروفسور میرکو کواچ گفت: «ما معتقدیم که ناوگان هواپیماهای بدون سرنشین ما می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و خطرات ساخت‌وساز در آینده در مقایسه با روش‌های دستی سنتی کمک کند».
دوربین ScanDrone
نازل BuildDrone
محققین مشترک شامل رابرت استوارت اسمیت، استفان لوتنگر، ویجی پاوار، ریچارد بال، کریس ویلیامز و پل شپرد و تیم های تحقیقاتی آنها در UCL، دانشگاه باث، دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه کوئین مری لندن و دانشگاه فنی هستند. مونیخ (TUM). این کار توسط استادیار استوارت اسمیت در UCL و دانشگاه پنسیلوانیا و پروفسور میرکو کواچ در امپریال کالج لندن و امپا پس از یک همکاری تحقیقاتی آزمایشی و جایزه برای نمایشی در مورد تعمیر خط لوله راه اندازی شد.
این کار توسط شورای تحقیقات مهندسی و علوم فیزیکی (بخشی از UKRI)، انجمن سلطنتی، برنامه افق 2020 کمیسیون اروپا، بورسیه دولتی سلطنتی تایلند و بورسیه تحقیقاتی دانشگاه حمام تامین شده است. این پروژه همچنین توسط شرکای صنعتی Skanska پشتیبانی می شود. Ultimaker، بورو هاپولد و BRE.