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3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)

3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)粉刷墙体铺设防水层3DP类型是指选择性粘结固化打印,通过喷挤粘结剂来选择性地胶凝硬化每一层的粉末,直至最后一层硬化完毕,再清除剩余未粘结粉末,即可完成建筑的自动化建造。一般情况下,用于 3D 打印快速成型中的支撑结构有两种形式。第一种,是采用其他强度较低的材料进行打印支撑结构,等其他部分打印完毕并凝固后,去除这些强度低的支撑部件。第二种,就是选择性粘结固化采用的这种打印工艺,层层铺粉末材料,没有粘结到的部分可以作为支撑结构,等打印完毕凝固后,再去除没有被粘结固化的粉末材料,这些材料还可以重新回收利用。但目前室外的建筑打印多是采用混凝土打印方式。填充保温性材料建筑3D打印的效率远远高出传统的建筑模式,据报道上海在24 小时内打印了10栋房屋,而且据称房屋寿命可达上百年。待房屋主体结构打印完毕之后,可在墙体内部填充保温材料,对外墙等处理之后便可使用。

建筑3D打印就是利用层层堆积的基本原理,采用工业机器人逐层重复铺设材料层构建自由形式的建筑结构的新兴技术。建筑3D打印机的构成和传统打印机基本一样,一般都包括控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等。建筑3D打印机根据电脑上设计的完整的三维模型数据,通过一个运行程序将材料分层打印输出并逐层叠加,最终将计算机上的三维模型变为建筑实物。但具体的打印过程有FDM类型和3DP类型。

3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)(1)

混凝土喷挤分层建造工艺

FDM类型即挤出固化打印,是指用喷嘴挤出胶状材料,然后层层堆积至所需高度的一种打印工艺,例如混凝土打印。其核心工艺是混凝土喷挤分层建造方法,具体来说,即基于水泥砂浆的挤压和材料本身的凝固过程,并且每打印一层材料就添加一层钢筋网,直至整体构件打印完成后植入竖向钢筋。混凝土打印技术具备较高的三维自由度和较小的浆体沉积分辨率,因此对构件打印的内外几何尺寸有更好的控制。

铺设混凝土

3DP类型是指选择性粘结固化打印,通过喷挤粘结剂来选择性地胶凝硬化每一层的粉末,直至最后一层硬化完毕,再清除剩余未粘结粉末,即可完成建筑的自动化建造。一般情况下,用于 3D 打印快速成型中的支撑结构有两种形式。第一种,是采用其他强度较低的材料进行打印支撑结构,等其他部分打印完毕并凝固后,去除这些强度低的支撑部件。第二种,就是选择性粘结固化采用的这种打印工艺,层层铺粉末材料,没有粘结到的部分可以作为支撑结构,等打印完毕凝固后,再去除没有被粘结固化的粉末材料,这些材料还可以重新回收利用。但目前室外的建筑打印多是采用混凝土打印方式。

3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)(2)

填充保温性材料

建筑3D打印的效率远远高出传统的建筑模式,据报道上海在24 小时内打印了10栋房屋,而且据称房屋寿命可达上百年。待房屋主体结构打印完毕之后,可在墙体内部填充保温材料,对外墙等处理之后便可使用。

3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)(3)

铺设防水层

3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)(4)

粉刷墙体

3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)(5)

安装门窗

3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)(6)

水电系统

3d打印建筑和传统建筑的优缺点(3D打印建筑的工作原理)(7)

3D打印房屋构造

当然,建筑 3D 打印技术还是一项新兴技术,还有很多不成熟之处,人们对于建筑 3D 打印技术还存在诸多疑虑,3D 打印建筑的抗压强度、抗折强度、抗拉强度、耐久性等综合性能还有待验证。并且,目前建筑 3D 打印技术还仅限于打印底层建筑,如何打印高层建筑仍然是一个亟待解决的难题。

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