隨著3D打印技術(shù)不斷革新世界各地的建筑工程,改變?nèi)藗儗?duì)建筑的思考方式,許多公司和研究機(jī)構(gòu)正在為這一領(lǐng)域進(jìn)行持續(xù)研究,希望能夠推動(dòng)技術(shù)發(fā)展,以在建筑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。最近的發(fā)展動(dòng)態(tài)來(lái)自慕尼黑科技大學(xué),研究人員一直在嘗試大量不同的具體AM過(guò)程,其中最有前途的是相對(duì)較新的“選擇性結(jié)合”方法。
這些研究活動(dòng)是由TUM的木材結(jié)構(gòu)與建筑施工主席和建筑材料中心合作進(jìn)行的。德國(guó)研究基金會(huì)(DFG)與德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境、自然保護(hù)、建筑和核安全部(BMUB)一起進(jìn)行“Zukunft Bau”研究倡議,為這些正在進(jìn)行的研究項(xiàng)目提供資金支持,其中一些項(xiàng)目最近已經(jīng)啟動(dòng)。
3D打印為建筑提供的主要優(yōu)勢(shì)是提高了設(shè)計(jì)的自由度,以及原型可以放在一起的方便性和速度。與使用模板和模具相反,3D打印過(guò)程可以通過(guò)選擇性地將材料選擇性地沉積到需要去的地方來(lái)創(chuàng)建混凝土結(jié)構(gòu),然后固化到位。這允許制造更復(fù)雜的形狀,這對(duì)于常規(guī)技術(shù)是不可能的,并且這些更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)允許改進(jìn)的性質(zhì)。例如,由于混凝土管由精心制作的內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)支撐,所以可制成壁厚更薄的混凝土管,既節(jié)省材料又可減輕重量而不犧牲強(qiáng)度。
最常用的混凝土AM技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)的擠壓方法,從噴嘴中擠出預(yù)制混凝土,類(lèi)似于FDM 3D打印如何從熱塑性塑料中形成結(jié)構(gòu)。選擇性結(jié)合是一種較新的方法,其擠出水和水泥的混合物而不是混凝土。建筑物體為多層沙子,經(jīng)擠壓后逐漸形成混凝土形狀。多余的沙子然后被移除。
TUM團(tuán)隊(duì)必須建立一個(gè)選擇性的結(jié)合單元,以測(cè)試后者的混凝土3D打印工藝,這需要花費(fèi)大約三年時(shí)間才能完善。他們超大尺寸的3D打印機(jī)安裝在研究場(chǎng)所的地下室。在啟動(dòng)3D打印機(jī)之前,沙子首先使用自動(dòng)散射系統(tǒng)進(jìn)行分配。三維系統(tǒng)的軌道將打印頭移動(dòng),使其能夠按照項(xiàng)目的要求定位在工作空間的任何特定點(diǎn)。然后,噴嘴可以準(zhǔn)確地將流體施加到需要去的地方。
成功的打印依賴于獲得合適的層厚度,正確的砂粒大小,適當(dāng)?shù)拇蛴☆^移動(dòng)速度以及正確類(lèi)型的噴嘴等等。來(lái)自TUM建筑材料中心的工程師幫助優(yōu)化了打印參數(shù)。該團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一種3D打印機(jī),其打印頭將配備數(shù)千個(gè)噴嘴。這將使得制造大約十立方米的部件成為可能,所述部件是建筑物中一層的高度。這將是第一次使用這種選擇性結(jié)合技術(shù)制造這種尺寸的部件,測(cè)試應(yīng)該在明年開(kāi)始。
從使用的材料和采用的系統(tǒng)來(lái)看,該團(tuán)隊(duì)還采用了比較常見(jiàn)的擠出3D打印方法,并取得了一些進(jìn)展。其中一個(gè)項(xiàng)目將木屑添加到標(biāo)準(zhǔn)混凝土拌合物中,由于材料中含有多余的空氣,可以提供一體化隔熱,從而避免建筑物在冬季過(guò)冷或夏季過(guò)熱。這種輕質(zhì)木質(zhì)混凝土與傳統(tǒng)的氣體混凝土一樣具有彈性和絕緣性,但其可打印性意味著它可以制成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。新設(shè)計(jì)的用電腦控制的機(jī)器人手臂被用來(lái)移動(dòng)打印頭,并更有效地?cái)D出這種新材料,精確地將混凝土彼此疊放,以形成所需的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)TUM木結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)主席Klaudius Henke博士的說(shuō)法,“增材制造對(duì)建筑非常有吸引力:即使在小批量的情況下,它也能以高水平的成本效益實(shí)現(xiàn)各種各樣的形狀...它將改變建筑,這種技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)多樣化,而且每個(gè)部件都可以單獨(dú)設(shè)計(jì),而不會(huì)產(chǎn)生額外的成本?!?/span>
來(lái)源:3D虎
1253 0
登陸后參與評(píng)論
2025-02-18 13:24:04
2025-02-18 11:11:10
2025-02-18 11:05:44
2025-02-17 14:36:46
2025-02-17 14:31:10
2025-02-12 21:04:37
2025-02-12 21:00:34
2025-02-07 15:41:35
2025-02-07 15:35:56
2025-02-07 15:33:16
2025-02-07 15:30:31
2025-02-07 15:26:53