2019年7月5日,南極熊獲悉,太空灰3D打印團(tuán)隊(duì)宣布,,完成了全球首座真正意義上整體3D打印的混凝土拱橋,該橋長5.5米,,寬2.1米,,高1.6米。打印材料是普通425水泥,,加上骨料和鋼筋,,總重量約10噸左右,打印耗時(shí)為32小時(shí)59分鐘,。
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據(jù)悉,,之前荷蘭、日本,、中國的著名大學(xué)等也都有以各種方式進(jìn)行橋梁的打印,,但是有的是打印模塊進(jìn)行拼裝,有的只是打印橋的一部分,,而沒有真正意義上整體3D打印完成的等比例實(shí)用橋,。此次,太空灰3D打印團(tuán)隊(duì)正好應(yīng)邀打印出了這座花園小區(qū)實(shí)用承重橋,。
一,、設(shè)計(jì)建筑模型
太空灰3D建筑打印團(tuán)隊(duì)利用AutoCad把這個(gè)孔橋設(shè)計(jì)了出來,并將模型導(dǎo)入自主研發(fā)的3D打印建筑控制系統(tǒng)中,,對其進(jìn)行打印參數(shù)設(shè)置和切片,。
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這個(gè)拱橋最終的打印尺寸為:長5.5米,寬2.1米,,高1.6米,。打印材料是普通425水泥,加上骨料和鋼筋,,總重量約10噸左右,,打印耗時(shí)為32小時(shí)59分鐘。
從橋的紋路上可以看出,,橋是側(cè)立起立打印,,需要用到支撐,。太空灰自主研發(fā)的支撐材料:質(zhì)地硬、重量輕,、打印出來之后可以瞬間凝結(jié),、易去除、循環(huán)利用,;通過采用雙擠出頭打印技術(shù),,高效快速一次整體成型。
二,、打印橋主體
橋的主體打印在對于已經(jīng)趨于成熟的太空灰團(tuán)隊(duì)來說,,技術(shù)實(shí)現(xiàn)上沒有難度。設(shè)計(jì)之初,,就把打印的這個(gè)橋定義為可以過人,、過車、包括重型車等,,完全是按照正常使用的橋來設(shè)計(jì),。所以打印時(shí),需要布置大量的鋼筋,,控制程序中暫停功能,,斷點(diǎn)續(xù)打、以及可以隨時(shí)調(diào)節(jié)打印速度快慢的功能都得以充分利用,。
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這次打印另一個(gè)效果,,就是可以連續(xù)打印而不受水泥凝固時(shí)間和打印高度的限制。水泥因其自身固有特性,,其凝固需要一定時(shí)間,,這個(gè)橋長5米多,每打印一層,,時(shí)間只是幾分鐘,,上一層沒有凝固成型,形成不了支撐力,,下一層就沒辦法打印,。如果加入市面上常用的一些添加劑,雖然可能滿足短時(shí)間內(nèi)的需求,,但最終會影響水泥本身的終凝效果,。太空灰經(jīng)過長期的實(shí)驗(yàn),摸索出一套可以連續(xù)打印的辦法,。這次打印也通過驗(yàn)證達(dá)到預(yù)期,就是利用普通水泥就可以連續(xù)不停打印,,不受時(shí)間和打印高度的限制,。
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再配合專用的控制系統(tǒng),,按照選定的切片方案,實(shí)時(shí)進(jìn)行打印,,打印的精確度是以毫米為單位,,這在以大型設(shè)備著稱的3D建筑打印上,是比較罕見的,。
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打印過程中,,也可以根據(jù)需要,隨時(shí)調(diào)整打印速度,、擠出量,、調(diào)整打印方案。隨時(shí)暫停,,以滿足布筋等需要,。一個(gè)個(gè)這些一個(gè)個(gè)看似普通的技術(shù),在3D打印建筑行業(yè),,都是非常了不起的技術(shù)突破,。
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另外,除了3D打印工藝本身之外,,其他的工藝也要完美配合才行,,比如鋼筋的放置工藝。有邊打邊放置,,有打印后放置,,也有打印中預(yù)留孔或洞,打印后下鋼筋或鋼筋籠,,然后澆筑,,最終目的就是為了滿足建筑標(biāo)準(zhǔn)要求。這些動作看似簡單,,如果沒有軟件系統(tǒng)的配合,,是很難實(shí)現(xiàn)上述行為的。
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三,、打印設(shè)備
最后,,給大家看一下本次打印橋所使用的建筑3D打印機(jī),其擁有巨大的體型和噴頭,,將水泥源源不斷的通過噴頭擠出,,構(gòu)建建筑體。這個(gè)打印設(shè)備尺寸是10米*5米*5米,,是太空灰實(shí)驗(yàn)機(jī),。設(shè)備的最大設(shè)計(jì)尺寸是50米*15米*15米,可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制。真正應(yīng)用于市場的設(shè)備和現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)相比,,外觀和功能都有很大程度的改變,。
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據(jù)悉,這是太空灰第二代3D建筑打印機(jī),,可以打印任意空間曲面,。隨著技術(shù)的日趨成熟,太空灰3D建筑打印團(tuán)隊(duì)將會繼續(xù)引領(lǐng)世界3D建筑打印潮流,!
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