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3D打印建筑--距离我们还有多远?

发布时间:2020-11-06  

  3D打印(Three Dimensional Printing)是现代前沿技术之一。自1976年喷墨打印机诞生以来,科学家及工程师们对打印技术持续发展与创新,尝试由“墨水+平面打印”模式升级到“其它材料+空间打印”模式,时至今日已在多个行业及领域获得应用甚至量产。本文回顾3D打印技术的发展、分析3D打印目前在民用建筑的应用情况,并研究总结3D打印在民用建筑的发展趋势。

  19世纪末,美国根据照相雕塑和地貌成形技术形成了3D打印核心制造思想,初期用于打印玩具、工具及厨房用品等小型东西;后续随着数字化技术的进步发展,打印设备、打印材料和辅助工具的发展,多学科多行业的交叉衍生,3D打印技术水平获得了大幅度提升并开始广泛应用。 目前已在汽车工业、航空航天、武器装备、生物医辽、通用制造等多个行业及领域得到应用。

  3D打印是一种通过“逐层堆积成型”方式实现实体打印的技术,它将设计的3D模型通过图形处理软件分割转化为二维面的模型,通过3D打印机把满足要求的打印材料逐层打印成三维产品。与传统工业化方法相比,传统方法属于减法(“去除成型”),3D打印属于加法(“堆积成型”)。

  

3D打印

 

  3D打印不需模具及机械加工,可以直接从设计完成的计算机图形数据中生成任何形状的物体,产品可以实现高精度、无缝连接及个性化需求,因此在医辽领域也广泛应用于医辽辅助器具,包括义肢、假牙及骨骼等;甚至结合肌电系统形成功能接近原肢的器具。

  航空航天领域3D打印主要针对由钛合金、铝合金、超高强度钢、高温合金等难加工材料生产的部品。上述材料强度高、熔点高,不易成型加工,若采用传统加工工艺则生产周期长、成本高昂。3D打印可以有效地提高部品质量、并降低制造成本,且制造速度快、加工周期短,统计表明至少可节约70%的时间;材料利用率高、加工成本低,统计表明可降低50%的制造费用;且加工过程不受零件复杂程度的影响,大幅度降低后续机加工难度及周期。该公司已在16种不同的商用和飞机上使用了200多种、2万多个3D打印的飞机零部件。