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丹麥皇家藝術學院信息技術與建筑中心（CITA）和丹麥技術研究所的研究人員開發了一種新的混合結構概念，稱為“網格中的稀疏混凝土加固”（SCRIM），它與基于機器人的相交混凝土3D打印和紡織加固網結合，以生產輕質結構。

實驗1的網格設置。圖源：CITA和DTI。

與通常垂直堆疊材料的當前混凝土3D打印方法相比，SCRIM方法允許通過利用支撐網格來定義3D表面，從而完全利用6軸機器人控制，在該3D表面上以各種取向角度選擇性地沉積混凝土。此外，SCRIM不是使用模板或噴射混凝土將紡織品完全封裝在水泥基質中，而是依靠稀疏沉積混凝土來實現結構，構造和美學設計目標，從而最大限度地減少材料的使用。

根據進行這項研究的兩位研究人員Phil Ayres和Wilson Ricardo Leal da Silva的說法，這一新概念背后的動機是充分利用傳統機器人在混凝土中的3D控制能力，提供超越擠壓的豐富空間潛力幾何在混凝土3D打印中普遍存在，并使現有的數字建筑方法多樣化。

實驗2的網格設置。圖源：CITA和DTI。

傳統的混凝土3D打印方法垂直堆疊材料，導致在構造方向和加固的結合方面的一些限制。 SCRIM概念采用直接印刷的碳纖維增強聚合物（CFRP）網。在SCRIM概念中，網格被布置成目標幾何形狀，其也可以包括垂直區域。然后將混凝土選擇性地沉積到網中，該網充當加強元件以及就地保留模板。從概念上講，我們可以認為這種方法是用混凝土局部加固紡織膜，而不是整體印刷，這是現有方法的基礎。

實驗1中錐形錐的SCRIM結果。發布獨立組件（右），沉積過程和結果的細節（左）。圖片來源：CITA和DTI。

實驗1中?管道的SCRIM結果。圖片來源：CITA和DTI。

SCRIM技術支持后續過程，例如元素添加和裝飾，以及表達獨特的建筑表達，從而允許更大的設計自由度。混凝土3D打印仍有一些挑戰需要解決，但SCRIM方法有助于在研究界正在深入研究的領域中使現有的數字化建筑方法多樣化。一個關鍵的區別是SCRIM完全參與3D六軸機器人的控制和運動能力。 從設計角度來看，這為3DCP開辟了新的創造潛力。從實用角度來看，SCRIM方法可實現非現場印刷和基于組件的裝配。此外，由于混凝土選擇性沉積，這有助于減少混凝土消耗并實現生產更輕的建筑構件。“

SCRIM導致實驗2. a）首次沉積嘗試; b）第二次沉積嘗試。圖片來源：CITA和DTI。

下一步的工作將包括改進混凝土混合料設計和研究纖維對3D打印混凝土的早期機械性能的影響。此外，研究人員還在研究生產定制碳纖維增強聚合物（CFRP）網格的可能性，以便對結構性能進行精細定制，并實現自適應機器人控制，以滿足“打印時間”動態。

設想的建筑元素的推測可視化 - 分級內部分區。

“我們還致力于開發一個集成的設計環境，將設計意圖與模擬，生產過程分析以及后期生產元素的屬性聯系起來。”Ayres說。 “最后，我們計劃尋求行業合作伙伴，以發展建筑構件概念到實際生產。”