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3D打印对于建筑业的优势分析

更新时间: 2019-09-27 09:25:16  查看次数: 358    
复杂结构的直接建造
       由于可以设计任何复杂结构,所以3D打印的建筑可以更多的考虑热以及声音的处理。也可以在设计上为后续的安装结构提供设计需要,例如研究后续的加固结构、装饰结构等,这些都可以在打印时予以考量。
      3D打印更多是使用计算机辅助设计,来完成模型的结构,然后用分析软件来保证设计的可靠性,尽量不要增加额外的加固件。一般只要将打印模型转换成STL文件格式,就可以输入到机器内打印完成。
       在材料方面虽然在开发一些粘结剂,但项目主要集中在充分利用传统的建筑材料如石膏、水泥砂浆等。所以也可以称之为混凝土印制,目前考虑方式是将液态的混凝土,从一个管状的类似灰色牙膏的头里面挤压出液态混凝土。混凝土一定要选择快速固化的类型,在挤出头出料的时候,材料要在堆积过程中没有太大的形变前,就要完成初步固化,以便能形成设定的形状,以及不会对下层和上层材料产生影响,目前考虑至少要在3s内形成初步固化,这种方式还是有巨大的挑战的,不仅要考虑美观而且必须有形地作为施工过程中的一个部件。这就需要考虑这种技术的优点,缺点、物理性质、化学性质等等,每一个过程,以及要通过压缩、弯曲、敲击等各种测试验证。
对人们生活环境产生新的变化
       世界其他国家的建筑师也都在竞相建造世界上第一个三维打印的房屋,这是一个富有突破性的进步,对于全世界尤其是中国日益紧张的住房压力,有希望能辅以缓解,尤其对于处于购房压力的房奴来说,有可能抑制一下高昂的房价。
       目前的3D打印方式,能进行建筑物部件或整体结构打印。主要负责硬件结构设计,功能模块的实现。这种方式最重要的创新是在其打印技术、交替连接、叠层的砂和有粘结力的材料来作出快速的砂岩,能达到如此要求的材料会比混凝土更耐用,而且不需要钢筋。
       3D打印技术一般采用通用开发的软件驱动,这种技术一般采用C++编程算法,用微软平台开发,兼容性很强,易于移植,在建设过程中一个巨大的打印头来回喷料。与传统的工件成型方式一样,粉根据设计图数据在它需求的地方被放下来,然后用粘合剂固化或快干。多余的材料作为支持结构在工件取出来后,可以被重复利用。
       粘结剂需要将砂粘成大理石,这样才能形成了比硅酸盐水泥性能更佳的物质,这样的3D打印完成的工件无需模板与传统劳动,这对建筑业的影响相信是相当大的,减少了大量时间和节约了成本。随着技术深入能够建立复杂的建筑形式,然而传统建筑行业只可以产生简单的直线结构,这也会对建筑业产生巨大的影响。

小结

       对3D打印能运用于建筑业进行了原理性分析,综合考量了3D打印与土木工程技术特点,从技术层面分析如何将两种技术进行充分结合,找到一个切入点,使锝3D打印应用从为可能,通过技术分析,可以得出以下结论:

  1. 材料是3D打印能否实现的关键要素,3D打印是全自动化的快速成型,需要有相适合的快速固化材料,这样在快速打印过程中才能做到任意形状定义且结合紧密。
  2. 无论打印的模型简单与复杂、大与小,均需要有明确的数据文件,3D打印是基于计算机下达的数据流,进行实时的打印工作,所以需要工程人员在打印前将建模、参数分析全部做好,通常情况下打印过程中若开启通断工作是不利的。
  3. 分析了3D打印在建筑业中使用的一些独特优势,讨论如何能加以利用的可能性,阐述了通过一种有别于传统方法来实现的过程。
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