The Drop

The Drop - Robotic 3D Printed Formwork / 機器手臂大型列印與水泥灌製實驗

110 Fall / 建築設計(指導老師：王識源、盧彥臣、陳冠帆) Group Work(共同合作：熊盼盼、羅妤瑄、楊陸捷) 特別感謝：胡哲禎協助模具壓力分析

The Drop 為團體設計課作品，特別感謝ROSO機器人建造實驗室鼎力相助。此研究專注於利用機器手臂3D列印PETG模具進行水泥灌製的數位製造方法。過程利用機器手臂進行大尺度的列印實驗，並配合3D列印自由曲面的優勢挑戰大尺度曲面灌漿。

此法選擇灌漿，有別於列印水泥具有層之間脆弱的缺點。且我們挑戰大尺度的模具列印與特殊支撐才設計，成功於三小時內完成 800 公斤灌漿，有別於薄殼模具無法承受連續灌漿壓力，造成灌漿時間緩慢與水泥材料選擇受限、拆模不易。

此作品提出幾個挑戰和突破，包括如何列印大尺度的自由曲面，如何在曲面上製造開口，如何分模和拆模，以及如何進行連續灌漿等。並且挑戰不需要任何加固支撐的情況下完成這些挑戰。

此研究以特殊設計支撐材在最大減少額外列印時間的條件下，在必要位置添加支撐路徑減緩模具灌漿壓力。水滴狀的支撐材由模具列印路徑少量延伸，減少模具厚度造成的翹曲問題。

我們設計了一套名為「The Drop 水滴」的模具系統，透過變化模具列印路徑來解決幾何與製造上的挑戰。

兩種水滴分類應用了向內的路徑變化與向外的路徑變化。前者拓展了水泥自由曲面灌製的自由度，達到開口的效果。後者在容易因灌漿壓力過大的局部位置做出模具路徑變化，不只降低爆模風險，同時水滴支撐材的尺寸有下至上、有大到小，可以作為模具的站立支撐。

此研究將過程中遇到的所有問題整合為三個系統，分別是列印系統、灌製系統，以及幾何與模具設計系統。在實際製造的步驟，我們不僅要符合機器手臂列印的限制，還需晚整規劃灌製流程，並將過程中可能遇到的問題，如：列印熱堆積、列印曲率過大、拆模等等整合進模具系統設計的檢測系統，最終才進入到水泥的灌製。