这些天来,3D打印是从公众的视线从未远离。其庞大和富有想象力的应用阵列不断壮大,比如挽救生命的医疗植入。现在,建筑师和结构工程师已经开始在努力,毫不夸张地说,改变我们生活的世界与技术试验。
不可否认3D打印适用于大型项目,如建筑物和桥梁的巨大潜力。它可以实现复杂的形状,是使用标准的建筑技术是无法实现的。例如:到了极致,建筑物可以打印所有的管道,管道和电线已经到位。
这听起来令人兴奋。但是,让我们的设想预留了一会儿,考虑什么三维打印技术可以真正实现现在。
不浪费
迄今为止,该技术有两个突出的特点:它可以操纵一个范围的材料,而且它可以帮助减少浪费。基本机器限于塑料,更复杂的三维打印机可以融合粉状原材料如石膏(如粉笔灰尘),金属粉末(如钢)或聚合物(尼龙)成完整的对象。
大致相同的方式,一个2D打印机可以通过混合青色,品红和黄色墨水的不同比例产生的颜色的全谱,先进的三维打印机可以结合两种或两种以上的材料,以改变打印对象的物理特性:从颜色,以强度,导电性和甚至热绝缘。
这些先进的打印机通过层粉末材料喷洒到打印区层,一起根据给定的设计融合各层的颗粒工作。当打印完成时,多余的粉末可以简单地抖落并重复使用,只留下熔融材料在所需的形状。这比材料大块切除,直到你有你想要的形状的标准做法更为有效。
我们要需要更大的打印机
但该技术也有其弊端:建筑师和工程师,主要绊脚石至今一直是尺寸。作为一般规则,印刷对象必须比打印它的机器小。为了不被挫败,建筑师和工程师已经想出创造性的方式来解决这个问题。一些最新和最伟大的想法是在展示在一个主要的研讨会,这是在去年夏天提出的。
有两个有趣的演示,例如,通过xxx公司。他们创建的3D印刷方法,其联接钢管在一起,使用标准过程的材料只有四分之一。
同时,在3D打印住宅项目,技术解决了规模问题。它们按比例增加现有的技术来创建一个6米高三维打印机,能够非常复杂的形状,然后将其填充有混凝土结构强度生产塑料壁板。与此相反,中国公司昱升开发的非常大的打印机,它使用液体混凝土以产生可以被组装成一个成品结构的全尺寸,三维印刷建筑板。
荷兰公司MX3D设法得到更接近在一块印刷的整体结构:团队有已经开发出一种三维印刷机器人臂,其挤压钢水迅速冷却并凝固,以类似的方式向乐趣,塑料三维打印笔玩具市场上。
由于机器人可在轨道上移动,或甚至在结构本身,它可以在露天3D打印。该公司希望能打印钢做的人行天桥到阿姆斯特丹运河沿岸,但他们还没有找到一个合适地点。
我在巴斯大学的同事都参与了一个更加雄心勃勃其他人开发的自动化的项目,飞行器,3D打印无人机。这些将能够3D打印建筑物,而不被锚定到地面上的约束。
现在还没有
尽管所有这些事态发展,一些障碍仍然存在。建造建筑物和三维打印都需要具有特定属性的材料 - 这些要求并不总是重叠。
例如,混凝土似乎为三维印刷结构的明显的选择,因为它可以被输送为液体,并设置很硬。不过,虽然具体是强耐压缩(被辗),它不会当张力(被拉)工作。混凝土地板一般要加底面钢筋的,要抵抗的弯曲引起的张力。因此,具体的3D打印不会有效,除非我们能找到一种方法,以提高其张力性。
目前,该领域的研究重点是引进细小纤维成液体混凝土,提供一些抗张强度,而不损害其通过3D印刷机械流动能力。其他人则寻找方法来自动地“打印”在加强混凝土内部。
测试,测试
更重要的是,还是有很多我们不知道关于3D打印对象的结构强度 - 尤其是由细层层建立一个固态物体的效果。如果我们要在3D打印的建筑能够承受这两种日常使用和极端条件如地震或风暴的能力的信心,这个要求是至关重要的。
我刚开始的一个项目,旨在做到这一点,以期建立的层次感,方向和打印速度有什么不同影响对象的最终强度的数学模型的工作。这将使结构工程师理解和适应他们的设计,以满足3D打印建筑的规格,最终走到一起。
我公司致力于研发最先进的
墙板机,迫于市场压力一直努力尝试3D打印墙板的技术开发与应用,目前初见效果!