3D打印模板的優(yōu)勢(shì)再一次得到證明
VOXELJET AG在DFAB (NEST)為 “智能 “混凝土天花板制作復(fù)雜的模具。voxeljet AG使用3D打印技術(shù),為EMPA(瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室)的NEST項(xiàng)目(可持續(xù)建筑技術(shù)的下一步發(fā)展)中的研究項(xiàng)目DFAB House(數(shù)字化制造的房子)制作了高度復(fù)雜的模板。這涉及到一個(gè)78平方米的輕質(zhì)混凝土板作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功能集成的天花板板,并采用性能復(fù)雜的設(shè)計(jì)。在這樣的項(xiàng)目中,使用粉末粘結(jié)劑噴射工藝的3D打印再次證明了其價(jià)值
在蘇黎世的NEST,voxeljet再次證明了3D打印對(duì)于創(chuàng)建高度復(fù)雜的模板是多么有用。對(duì)于DFAB House項(xiàng)目(數(shù)字化制造的房子),蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的一個(gè)研究項(xiàng)目,作為數(shù)字制造瑞士國(guó)家研究能力中心(NCCR DFAB)的一部分,使用粉末粘合劑噴射工藝創(chuàng)建了136個(gè)模板元件。? 使用的具體工藝是voxeljet的呋喃直接結(jié)合(FDB)工藝。一種3D打印技術(shù),硅砂層與有機(jī)粘結(jié)劑(呋喃樹脂)通過(guò)聚合作用選擇性地結(jié)合在一起。
3D打印節(jié)省了時(shí)間、材料和成本
智能板是DFAB之家的核心元素之一,該項(xiàng)目由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院數(shù)字建筑技術(shù)研究小組(DBT)在Benjamin Dillenburger教授博士的指導(dǎo)下,在EMPA的NEST中設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建造。這個(gè)大型項(xiàng)目的模板系統(tǒng)是由DBT團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的。該項(xiàng)目的目標(biāo)是,展示基于優(yōu)化的CAD數(shù)據(jù)的3D打印如何在施工現(xiàn)場(chǎng)節(jié)省資源。與柱子相比,板塊需要更多的混凝土–實(shí)際上,一棟建筑總重量的80%可以只用于板塊。節(jié)約的潛力也相應(yīng)地很大。目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。在DFAB大樓里,板的重量只達(dá)到了每個(gè)點(diǎn)的靜態(tài)要求。因此,與傳統(tǒng)的施工方法相比,節(jié)省了60%以上的混凝土。對(duì)于這些高度復(fù)雜的三維弧形模板構(gòu)件,使用粉末粘結(jié)劑噴射工藝的3D打印是理想的解決方案。”Smart Slab “旨在幫助建筑行業(yè)在未來(lái)建造更緊湊、更節(jié)省材料的結(jié)構(gòu),因?yàn)轭~外的功能,如燈插座、鉆孔或?yàn)⑺到y(tǒng)的開口,已經(jīng)可以集成到3D打印的數(shù)據(jù)集中。
復(fù)雜形狀的柔性和經(jīng)濟(jì)型模板方法
對(duì)于這個(gè)要求很高的項(xiàng)目,很多因素都支持3D打印單個(gè)模板元素。項(xiàng)目經(jīng)理Mania Aghaei Meibodi博士介紹了這種方法的主要優(yōu)勢(shì)。”通過(guò)參數(shù)化模型,可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,而不需要額外的成本。如果改變?nèi)S形狀,三維數(shù)據(jù)和3D打印可以很容易地調(diào)整。這使得我們可以根據(jù)承重墻的三維掃描,精確調(diào)整板塊的幾何形狀。此外,現(xiàn)在可以制作非常復(fù)雜的幾何形狀,這在以前是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的”。
利用voxeljet公司的VX4000–世界上最大的砂模3D打印系統(tǒng),可以打印出4.00×2.00×1.00米的模板元件。當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的后處理時(shí),這些元件都可以承受100千牛/平方米的混凝土澆筑壓力。由voxeljet為DFAB大樓打印的136個(gè)元素的總體積超過(guò)6000升。最大的元素體積約為70升。這些3D打印元件由voxeljet預(yù)制,并由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院灌注聚酯樹脂。隨后,這些元素被組裝成7米長(zhǎng)的模板,用于板塊元素,并涂上脫模劑。在實(shí)際澆筑混凝土之前,涂抹了一層薄薄的纖維增強(qiáng)型噴射混凝土。最后,在支柱和混凝土澆筑中使用了激光切割木模板。因此,在脫模后,成品元件立即被直接運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),并在那里進(jìn)行組裝
結(jié)論:使用粉末粘結(jié)劑噴射的3D打印節(jié)省了時(shí)間、材料和金錢。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,3D打印模板的使用將徹底改變混凝土施工的廣泛應(yīng)用(模板、模板外皮、外墻等),并以前所未有的新穎設(shè)計(jì)為企業(yè)提供決定性的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
用于建筑的3D打印
voxeljet為建筑和施工行業(yè)提供各種3D打印應(yīng)用。這些應(yīng)用包括:打印詳細(xì)且極其逼真的建筑模型,為未來(lái)的建筑提供完美而準(zhǔn)確的印象。此外,3D打印的復(fù)制品可以作為精確的模型,用于雕塑或歷史遺跡的保護(hù)。最具創(chuàng)新性的應(yīng)用之一是3D打印21毫米厚的模板皮,用于混凝土澆筑,可與傳統(tǒng)木質(zhì)模板相結(jié)合。voxeljet是世界上提供這一工藝的領(lǐng)先公司之一。
什么是粉末粘結(jié)劑噴射
粉末粘合劑噴射是一種快速成型制造工藝,它使用顆粒材料,如沙子或塑料。voxeljet 3D打印系統(tǒng)使用所謂的重涂器將粉末材料的薄層(150-300 μm)應(yīng)用到建筑平臺(tái)上。隨后,高性能的打印頭將粘結(jié)劑涂抹在所需組件的任何地方。這將選擇性地粘合材料,以形成零件。然后,將構(gòu)建平臺(tái)降低一層厚度,再次涂抹粉末和粘結(jié)劑。這個(gè)過(guò)程重復(fù)進(jìn)行,直到所需部件完成。3D打印的唯一前提條件是。必須有可打印的3D數(shù)據(jù)。之后,3D打印的模板可以和傳統(tǒng)的混凝土模板一樣使用。
進(jìn)一步的案例研究
用于建筑結(jié)構(gòu)元素的三維打印技術(shù)
在韓國(guó)光橋畫廊(Galleria Gwanggyo)獨(dú)特的外墻設(shè)計(jì)中,采用了三維打印和熔模鑄造技術(shù),為玻璃步道制作了數(shù)百個(gè)獨(dú)立的連接節(jié)。
西德爾之家
三維打印與模板施工完美結(jié)合。voxeljet 為黑森林博物館的建筑增材制造設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)。
在3D打印的幫助下設(shè)計(jì)生活空間
不可能想象沒(méi)有3D打印的建筑。
多卡支柱項(xiàng)目
在德國(guó)Grünwald的一棟辦公樓中,Deutsche Doka再次使用voxeljet的3D打印模板元件進(jìn)行混凝土澆注。在這里了解更多。
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