新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的研究人员开发了一种3d打印功能，可以在不到一天的时间内打印出一间没有家具的浴室。
打印后，浴室配备了厕所配件，成为一个预制单元，准备在建设项目中使用。它的内部包括水槽、镜子、淋浴、抽水马桶、瓷砖墙壁和地板，还有隐蔽的排水管和管道。
这有可能帮助企业建造预制浴室单元(PBU)，比目前的PBUs快30%，轻30%。
在过去的四年里，研究团队专注于开发一种特殊的混凝土混合物，这种混合物足够流动，可以通过软管和打印喷嘴，但可以快速硬化，以便下一层能够在其上打印。除了确保一致的打印质量，最终产品还必须与传统混凝土一样坚固。
的印刷过程建造使用混凝土浇铸的传统浴室单元所需时间的一半。安装、铺瓷砖和整理通常还需要五天时间。
这项创新是由南洋理工大学新加坡3d打印中心的谭明仁副教授领导的联合研究团队与胜科设计与建筑公司、胜科建筑与工程公司合作开发的。
新加坡3-D打印中心由新加坡国家研究基金会(NRF)成立，旨在进行3-D打印技术的研究和开发，并加速该技术被企业采用。
新加坡国家研究基金会(NRF)研究、创新和企业协调办公室执行主任Lim Tuang Liang先生说:“新加坡在先进制造技术方面的实力正在深化，不仅在研究领域，而且在我们的公司采用和部署这些技术方面。”南洋理工大学和胜科公司的最新项目证明了我们在3d打印方面强大的研究和转化能力。我们很高兴促进我们的研究机构和创新驱动型企业之间的更多合作，以推动关键技术在制造业领域的采用。”
这个概念验证的目的是通过使用数字和机器人制造方法来减少熟练劳动力和人力需求，提高新加坡建筑和建筑业的生产力。
图片来源:南洋理工大学
自2014年以来，新加坡所有非土地住宅政府土地出售(GLS)用地都要求在其施工过程中使用预制浴室单元(PBU)。
PBUs通常由混凝土浇铸而成，并与所有必要的饰面和配件在现场完全预组装，准备在建筑项目中吊装。
与2014年之前的现场施工相比，PBUs通过将大部分非现场制造转移到工厂受控环境中，节省了约60%的时间和人力。对材料和预制过程也有更好的控制，从而获得更高质量的饰面和更少的浪费。
谭教授表示，3d打印浴室单元可以帮助制造商将生产时间减半，同时降低运输成本、碳排放和材料浪费。在土地稀缺的新加坡，创建和存储同样数量的PBUs需要更少的空间，因为传统的PBUs需要大约两周的时间才能准备好。
“通过按需打印，公司可以节省库存成本和人力成本，因为他们不必持有那么多的库存，他们的工人可以重新部署到更高级别的任务。这种方法提高了工作场所的安全性，因为机器人正在进行浴室单元的建设，”谭教授解释说。
胜科设计与施工、胜科建筑与工程师团队负责人Er Lie Liong Tjen表示:“3d打印技术可以打印和定制混凝土。由于不需要模板或模具，PBU及其墙体的复杂形状可以以更快的速度开发和打印，以满足个人客户的需求，而传统的PBUs结构与混凝土或轻质墙板总是限制了设计的可能性。此外，3d打印可以构建曲线轮廓，而不是直线形状。”
浴室是怎么3d打印出来的
这个多学科团队由机械、土木和材料工程、建筑和机器人等学科的研究人员组成，他们必须首先开发出可以3d打印的特殊混凝土混合物。新的混合物包括绿色建筑材料，如由粉煤灰废料制成的地聚合物。
为了实现打印，该团队还必须开发新的打印和控制系统，使喷嘴的流量与混凝土的硬化性能相匹配。
(右起)南洋理工大学黄德能教授;首席科学家南大陈明仁副教授;Er Lie Liong Tjen, Sembcorp Design and Construction和Sembcorp Architects的团队负责人。图片来源:南洋理工大学
然后，使用直径约6米的6轴库卡机械臂进行单次打印。特殊设计的混凝土混合物被送入搅拌机，并从安装在机械臂上的喷嘴泵出，根据数字蓝图一层一层地沉积材料。
为了节省材料和实现高达30%的重量节省，PBU的墙壁被打印成w格形状，这为最终结构提供了额外的强度。
研究小组打印并装备了两个PBUs。1.62米(长)× 1.5米(宽)× 2.8米(高)的PBU在9小时内完成，2米(长)× 2.6米(宽)× 2.8米(高)的PBU在12小时内完成。
在整个过程中，南洋理工大学的研究人员与胜科公司的工程师密切合作，胜科公司的工程师对研究结果进行了工业投入和评论，并为3d打印提供了资源和材料。他们还在两辆印刷的PBUs上安装了建筑饰面和管道装置，并协助整个后勤工作。
符合或超过行业标准
更大的3d打印PBU已经经过了严格的行业测试，结果表明它满足新加坡标准SS492: 2001所规定的强度和鲁棒性要求。
作为建筑创新小组(BIP) PBU验收框架要求的一部分，它目前正在进行吸水和耐火测试。
BIP是一个跨机构的平台，它加速可行的方法、流程、解决方案、技术或材料的开发和实施，涵盖的解决方案不仅限于提高生产力，还包括任何可以改善新加坡建筑环境的创新。
在这个多学科项目中使用的技术和专门知识受到通过南洋理工大学的创新和企业公司ntutive提交的技术披露的保护，并由南洋理工大学和Sembcorp共同拥有。
下一步，该团队期待从新加坡建筑和建设管理局(BCA)获得试验所需的批准，并通过许可或衍生公司将该技术商业化。
了下:产品设计
