近日，日本研究人员Hironori Yoshida和他的同事们在洛杉矶举行的Siggraph2015会议上提交了一篇题为《建筑尺度的人工辅助增材制造（Architecture-Scale Human-Assisted Additive Manufacturing）》的论文，描述了如何将3D打印应用于建筑工程，以如何使用一种全新的材料和全新的方式3D打印尺寸更大的对象。这种全新的材料就是类似于筷子形状的小木条（为了便于称呼，我们在下文中一律称之为筷子）与胶水。

 

显然，如此特殊的3D打印材料，其打印方式也肯定与众不同。据Yoshida称这种打印方式更多地使用了人力辅助功能，具体来说这个“筷子”3D打印系统主要有以下特点：

新型的材料——筷子

一个复杂的筷子分配装置

在更大尺寸上的高效3D打印

通过计算机软件监控指导整个过程

在解释为什么使用“筷子”作为材料的时候，研究人员称，这种材料是用聚合式方法创建多孔结构的首选。“而且它竖直的形状易于存储和物流。”Yoshida和他的团队称。

通过采用两种不同的方式——壅塞聚集（jammed aggregation）和分层聚集（stratified aggregation），研究团队提出了一种创新的方法将3D打印架构提升至更大的尺寸。这两种方法，尽管为了研究和测试的方面起了不同的名字，但都使用了胶水和一种同样具有创新型的装置来分发投送一排排的筷子。

通过在3D打印过程中使用壅塞式聚集，研究人员获得了更大的惊喜。因为筷子在配置的时候是竖直下落的，所以构建的过程更快、更容易。在构建斜墙的时候，他们使用了分成和倾斜的方法。据天工社了解，尽管这种方法获得了成功，而且质量也还不错，但是使用分层聚集的3D打印却需要更多的维护，迫使他们寻找更加准确的技术。

“这些材料在压缩和弯曲测试时获得了比较均匀的评估值。”研究团队报告称。不过考虑到对筷子投送系统的进一步探索，新事情变得越来越复杂。这个投送系统包括：

将一捆筷子投进分配器；

这些木棒和胶水通过辊轮沉积起来

供胶器将木胶施加到辊轮上

3D打印操作人员能够控制筷子投送的角度

通过鼓风系统，涡轮式鼓风机和20米长软管能够操纵“筷子”送入一个真空装置，在那里它们会被送入一个旋涡，然后进行相应的处理。

在用这些“筷子”进行3D打印的同时，研究人员还用包括深度相机在内的3D扫描监控对象的构建进度，并与期望的结果或者目标形状进行比较，以评估当前的3D打印结构是否达到标准，这个方法使研究人员能够判断它所创建的形状是“足够、不足或过度，”并进行必要的更改。

此后，研究人员还需要通过一个校准系统对整个3D打印出来的这个筷子结构进行适当的调整、校准、并创建一个坚实的地基。两到三周之后，一个使用筷子打造的3D打印建筑完成，它看上去像一个简陋的茅草屋。不过这些都不是重要的，重要的是研究人员们给我们提供了一个3D打印大型建筑的全新思路。