展示RCA 2011：德国设计师MarkusKayser建造了一台3D印刷机，利用阳光和沙子在沙漠中制造玻璃物体。

该设备名为“太阳能烧结机”，使用一个大菲涅耳透镜聚焦太阳光，温度在1400到1600摄氏度之间。

这是足够热的,足以熔化硅砂,并在安装在透镜下方的沙子的盒子内逐层堆积玻璃形状。

太阳能马达沿着X和Y轴移动盒子沿计算机控制的路径，并在光束的每一束经过时，一层新的沙子被洒在上面。

光传感器跟踪太阳在天空中移动，整个机器在它的底部旋转，以确保镜头总是产生最佳的热量水平。

一旦所有的层都被融化到位，就可以让这些碎块冷却并从沙箱中挖出。

凯瑟在皇家艺术学院学习硕士设计产品课程时开发了这个项目。

研究生展览2011继续在伦敦，直到7月3日。

看我们所有关于Showrca 2011的故事

以下是Kayser的更多细节：

在一个日益关注能源生产和原材料短缺问题的世界中，这个项目探索了沙漠制造的潜力，其中能源和材料丰富地存在。利用3D打印技术，将天然能源和材料结合到高科技生产技术中。太阳能烧结旨在提出制造业未来的问题，并激发人们充分利用世界最有效率的能源生产潜力的梦想。资源-太阳。虽然没有提供明确的答案，这个实验的目的是提供一个出发点的新鲜思考。

在世界上的沙漠中，有两种元素占主导地位--太阳和沙子。前者提供了巨大潜力的巨大能源，后者以石英的形式提供了几乎无限的二氧化硅供应。硅砂加热至熔点，可冷却固化为玻璃。这种通过加热过程将粉状物质转化为固体的过程被称为烧结，近年来已成为设计原型的一个中心过程，即3D打印或SLS(选择性激光烧结)。这些3D打印机使用激光技术从各种粉末塑料、树脂和金属中创建非常精确的3D物体--这些物体是由设计者输入的计算机绘制的3D设计的精确物理对应物。通过使用太阳射线而不是激光和沙子而不是树脂，我有了一台全新的太阳能机器和生产工艺的基础，这些玻璃制品可以吸收世界上沙漠中丰富的太阳和沙子供应。

我的第一个手动太阳能烧结机于2011年2月在摩洛哥沙漠测试，结果令人鼓舞，导致了目前更大和全自动计算机驱动的版本——太阳能烧结机的发展。太阳能烧结矿于5月中旬完工，并于本月晚些时候带着这台实验机到埃及Siwa附近的撒哈拉沙漠进行为期两周的试验。这台机器和这些第一个实验的结果代表了我所设想的作为一个新的太阳能生产工具的最初的重要步骤。

太阳能烧结机是基于三维打印机的机械原理.

一个大菲涅耳透镜(1.4×1.0米)的位置，使它面对太阳在任何时候通过电子太阳跟踪装置，它移动镜头的垂直和水平方向，并旋转整个机器围绕其基地一整天。镜头的焦点定位在机器的中心和沙箱顶部的高度，在那里物体将层层建立起来。步进电机驱动两个铝框架，在X轴和Y轴上移动沙箱。在盒内有一个平台，可以沿垂直Z轴移动沙缸，在每一层循环结束时降低盒的数量，使新鲜的沙子在焦点处被加载和平整。

两个光伏电池板为电池充电提供电力，电池反过来驱动电机和机器的电子设备。光伏电池板也起到了配重的作用，由装满沙子的瓶子制成的额外重量辅助透镜。

砂光三维打印工艺

该机器从电子板上运行，可以使用键盘和LCD屏幕进行控制。计算机绘制的对象模型将通过SD卡输入到机器中。这些文件携带的代码指示机器以仔细校准的速度沿X，Y坐标移动砂盒，而透镜聚焦的光束产生1400°C至1600°C之间的温度，足以融化沙子。在数小时内，一层一层地建造一个物体，它是在沙箱的范围内建造的，在任何时候都只能看到它最上面的一层。打印完成后，物体在被挖出沙箱之前可以冷却。物体有粗糙的沙质反面，而顶部的表面是硬玻璃。所产生的玻璃的确切颜色将取决于沙子的组成，不同的沙漠产生不同的结果。通过混合沙子，可以获得混合颜色和材料质量。

机器与人

在一个人在沙漠中使用机器的场景中，我利用个人如何使用机器来制造物体的想法。

在第一个例子中，由阳光和沙子制作的工艺品是纯粹的实验和‘可能性’的表达，但未来又会怎样呢？我希望机器和它创造的物体能够激发人们对太阳能的巨大潜力和天然丰富的材料如硅砂的争论。这些第一批实验只是这种潜力的早期表现。

机器和社区

在沙漠社区的背景下，太阳能烧结机可以用来制造独特的工艺品和功能物体，但也可以作为太阳能创新的催化剂，满足更平淡和迫切的需求。进一步的发展可能会导致更多的太阳能机器工艺，如太阳能焊接、切割、弯曲和熔炼，以建立一个充分运作的太阳能车间。

充满活力和全球性的“开源”社区已经在为3D打印机开发软件和硬件，并在这些技术的快速发展中发挥关键作用。太阳能烧结技术可能只是进一步应用的起点。

机械制造

在1933，通过“现代机械”杂志的页面，W.W.海滩已经在想象运河和“汽车道路”通过巨大的镜片聚焦到沙漠中。这种幻想式的大规模方法更接近现实，“沙漠工厂”以阳光为动力，是一种实实在在的前景。这幅从黄昏到黎明的自然循环中机器的多样性的图像为制造业提供了一个新的概念。

这些物体可以是任何东西，从玻璃容器到最终提供工厂电源…的光伏板的玻璃表面。而且，正如78年前比奇先生想象的那样，为他们服务的水渠和玻璃路。

对建筑的梦想

用多个镜片直接在沙漠地面上印刷，将沙子融化成墙，最终在沙漠环境中建造建筑，也可能是一个真正的前景。

3D打印技术的实验已经达到了建筑规模，不难想象，如果与太阳能烧结机所演示的太阳能烧结工艺合作，这将确实会导致一种新的沙漠建筑。

阅读更多设计绿色沙漠学生机器3D打印技术毕业生展示2011 MarkusKayser秀RCA 2011