Bovay Civil Infrastructure Laboratory Complex位于Thurston Hall的地下室，有一个新租户：一个大约6000磅重的工业机器人，能够3D打印可能改变建筑业的大型结构，通过消除传统材料制造的浪费，使其更高效、更可持续。
3D打印过程鈥攁lso称为添加剂制造鈥攈这已经导致了产品原型和生物医学方面的突破。然而，当涉及到大型建筑项目时，关于3D打印结构在现实世界中的表现仍存在许多问题。
凭借其测试和验证各种类型和尺寸的预制材料和结构的能力，Bovay实验室特别适合进行大规模3D打印鈥攁nd应力和应变。
康奈尔大学现在是美国仅有的几所拥有这样一个系统的大学之一。土木与环境工程教授德里克·沃纳（DerekWarner）表示，这不仅将使工程学院的教师能够进行机器人建筑研究，还将让学生们在民用基础设施领域的快速发展的技术领域中亲身体验。
沃纳说：“无论是在科学和理解方面，还是在技术和工程方面，机器人砌石（砌砖）、用回收塑料印刷和大规模金属印刷都是令人兴奋的领域，有很大的发展空间。”。“控制构建过程的许多现象的扩展需要以接近其使用规模的规模进行研究。这同样适用于控制性能的一些现象。此外，在早期使用新技术进行扩展时，总会出现未知的意外情况。”
IRB 6650S工业机器人系统于2月份面世，过去几个月，实验室一直在培训如何使用该机器人系统鈥攚它本质上是一条长长的旋转手臂鈥攁nd测试了许多中等尺寸的印刷品，包括长凳和花盆，甚至还有康奈尔字体的大号字母C。
土木与环境工程助理教授Sriramya Nair说：“机器人系统用途广泛且灵活。”。“我们使用它的一种方法是对混凝土进行3D打印，但它也可以用于其他方式。您可以连接焊机或激光系统。您可以堆叠砖块或绑扎钢筋。许多繁琐的过程可以自动化。”
Bovay实验室技术服务经理James Streat表示，该机器人设置在一条12英尺长的轨道上，环形伸展范围约为12英尺，总覆盖面积可达8英尺×30英尺，尽管实验室预计不会打印出那么大的东西。
操作系统是一项团队工作。一组人混合预拌砂浆，并搅拌添加剂，例如降低混合物含水量并改善其通过软管的流量的高效减水剂。另一组操作机器人的控制器，以调节通过系统的混合物量。当外加剂到达机器人的挤出机头和喷嘴时，加入硬化添加剂，使材料在浇注时变稠。
获得正确的一致性可能是一个挑战。称之为金发姑娘困境。
Streat说：“底层必须足够坚硬，以容纳正在打印的下一层。但它们不能太坚硬，以至于在顶部打印下一层时，它不会粘在上面。”。“你需要在那里制造附着力，但你不能让它太软以至于被压扁。”
这一过程是劳动密集型的，但成功完成后，3D打印消除了铸造模具的需要，也允许创建非传统形状鈥攐减少材料浪费的优化。
斯特里特说：“任何时候你浇筑混凝土，比如人行道，你都必须设置所有的模具。这需要人力、材料，你必须把所有的东西都固定下来。所有这些都需要很多时间。”。“你对混凝土结构所做的每一次更改，都必须修改模具或获得一个新的模具，并花费人力来完成。这比在电脑程序前说“你想让这个更圆吗？”？“点击。几个小时后，你就完成了。”
奈尔计划将该系统纳入秋季她所教的一门新课程《可持续性和自动化：建筑业的未来》，这将帮助学生为所在领域即将发生的变化做好准备。
奈尔说：“我们正在给他们一个机会，让他们了解目前正在发生的最前沿的事情。”。“他们知道的越多，就越能成为变革的拥护者，但也知道可能存在的限制。”
目前，该系统是用砂浆进行3D打印，从技术上讲，砂浆是一种骨料尺寸高达4毫米的糊状物。任何比这更大的东西都可能堵塞和损坏泵系统。然而，奈尔的团队打算建造自己的挤出机头，以打印钢纤维增强混凝土，这种混凝土使用更大的骨料，可以承受更重的负荷。这将为实验室3D打印全桥组件并测试它们铺平道路。
奈尔还希望她的团队能够创造出自己的混合印刷品，而不是依赖制造商的预混合材料。
“现在这些材料的碳足迹非常高，”她说。“因此，这是另一个目标，即减少与3D打印材料相关的碳足迹。”