本文作者:鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3D打印是什么原理(3d打印建筑的基本原理是)

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3D打印是什么原理

3D打印機(jī)其運(yùn)作原理和傳統(tǒng)打印機(jī)工作原理基本相同,,也是用噴頭一點(diǎn)點(diǎn)“磨”出來(lái)的,。只不過(guò)3D打印它的噴的不是墨水,,而是液體或粉末等“打印材料”,,利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái),,最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物,。

3D打印建筑房屋有哪些優(yōu)勢(shì)

3D打印房子早已不是稀罕事,,而且已經(jīng)有交付使用的了,。比如上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)的3D打印辦公用房。

3D打印房子既然有了,,也實(shí)際應(yīng)用了,,那么它離我們有多遠(yuǎn)呢?引用萬(wàn)科董事長(zhǎng)王石接受采訪的回答,,3D打印建筑這項(xiàng)新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究成果可能在3年后才能進(jìn)行實(shí)踐,,而要推廣到一線,則可能需要十年以上的時(shí)間,。王石是2014年接受的采訪,,而如今2017年,,對(duì)于3D打印建筑實(shí)驗(yàn)室的研究成果還沒(méi)有顯著的進(jìn)步。3D打印房子在短時(shí)間內(nèi)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)大范圍的民用,。

正如美國(guó)南加州大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程系的比洛克·霍什內(nèi)維斯教授說(shuō)的,,建筑3D打印技術(shù)還存在一些技術(shù)障礙,但到2050年3D打印房子將不再是一個(gè)稀罕事,。3D打印房子離我們有多遠(yuǎn),?只有時(shí)間才能給我們答案了。

雖然3D打印房子離我們有點(diǎn)遠(yuǎn),,但是3D打印可能意味著建筑業(yè)的革命,。它有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)呢?

3D打印建筑優(yōu)勢(shì)主要是在環(huán)保方面,,同時(shí)成本也更低,。據(jù)“3D打印狂人”馬義介紹,3D打印房子最大亮點(diǎn)就是把建筑垃圾再利用,,同時(shí)讓新建建筑不會(huì)產(chǎn)出新的建筑垃圾,。“今后建筑工地不會(huì)再是一片狼藉,,城市空氣質(zhì)量也會(huì)得到改善,。”與傳統(tǒng)建筑行業(yè)相比,,3D打印的建筑不但建材質(zhì)量可靠,,還可節(jié)約建筑材料30%-60%、縮短工期50%-70%,、減少人工50%-80%……據(jù)他測(cè)算,,打印至少能使建筑成本降低50%以上,讓更多人住得起房子,。

3D打印建筑是利用工業(yè)機(jī)器人逐層重復(fù)鋪設(shè)材料層構(gòu)建自由形式的建筑結(jié)構(gòu)的新興技術(shù),,這種工藝原理叫做增材制造,通過(guò)逐層累積最終形成一個(gè)成品,。其構(gòu)成和傳統(tǒng)打印機(jī)基本一樣,,都是由控制組件、機(jī)械組件,、打印頭,、耗材和介質(zhì)等架構(gòu)組成的。根據(jù)電腦上設(shè)計(jì)的完整的三維模型數(shù)據(jù),,通過(guò)一個(gè)運(yùn)行程序?qū)⒉牧戏謱哟蛴≥敵霾⒅饘盈B加,,最終將計(jì)算機(jī)上的三維模型變?yōu)榻ㄖ?shí)物。一個(gè)房子或者一群房子,,即使每幢建筑形態(tài)各異,,都可以通過(guò)一個(gè)運(yùn)行程序來(lái)自動(dòng)構(gòu)建,。

與傳統(tǒng)施工工藝相比,3D建筑打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要有:

1.施工速度至少要快10倍,,且建筑類型,、復(fù)雜性等因素不會(huì)增加建設(shè)成本;

2.由于全程由電腦程序操控,,直接基于CAD設(shè)計(jì)等的施工建造只產(chǎn)生5~10mm的誤差,,該技術(shù)允許的精度和設(shè)計(jì)自由性在過(guò)去聞所未聞,建筑師和工人間的問(wèn)題將不再阻礙建筑師所要表達(dá)的設(shè)計(jì)想法,;

3.不需要模板,,定制型強(qiáng),可塑性好,,可打印出任何細(xì)節(jié)特點(diǎn)與復(fù)雜曲面,、管道等;

4.可以使消費(fèi)者根據(jù)自己的需求量身定制產(chǎn)品,;

5.無(wú)需人工干預(yù)意味著建筑行業(yè)傷亡事故風(fēng)險(xiǎn)的大幅減少,大量節(jié)省人員勞工,,且用于建筑施工的安全措施費(fèi)降低,;

6.可以就地取材,極大節(jié)省建造的運(yùn)輸成本,;

7.由于是整體結(jié)構(gòu)成形,,建筑抗震性能大大增強(qiáng);

8.可以適應(yīng)惡劣環(huán)境,,如在高原,、雪山、沙漠,、海洋,、甚至地外星球等人為施工條件極其惡劣的環(huán)境下進(jìn)行施工建造;

9.可以運(yùn)用于古文物保護(hù)中,,精準(zhǔn)恢復(fù)古建筑的殘損,、遺失部分;

10.可以降低建筑粉塵污染,,減少霧霾,,保護(hù)環(huán)境實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。

而3D打印建筑的劣勢(shì)就是其技術(shù)并不完善,,比如現(xiàn)在的3D打印建筑機(jī)器都比較大,,器越大越難制造,更重要的是機(jī)器越大,,打印精度和打印速度就會(huì)越差,。所以現(xiàn)階段的單一打印主要是解決3d打印房屋的一些基本問(wèn)題:材料,,控制,精度等,。

還有一種是建筑3D打印模塊化,,在工廠里每塊打印好,最后一起現(xiàn)場(chǎng)組裝,。好處是解決了房子尺寸的限制,,缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)的組裝工作又涉及到勞動(dòng)密集型,提高了成本,。

3D打印如今也只能打印簡(jiǎn)單的,,比較小的建筑,而如今的建筑都往摩天大樓化發(fā)展,,3D打印摩天大樓現(xiàn)在來(lái)說(shuō)技術(shù)上還不可行,。因此,3D打印建筑未來(lái)可能只能作為輔助性的建筑,,而不可能完全取代現(xiàn)在的建筑技術(shù),。

不管怎么說(shuō),3D打印建筑的價(jià)值都是巨大的,,它體現(xiàn)了綠色環(huán)保,、節(jié)約能源、以及人文情懷,,用一句話來(lái)總結(jié)就是,,吃進(jìn)去的是城市的垃圾和沙漠,吐出來(lái)的是美麗的房子,。3D打印房子未來(lái)將會(huì)發(fā)展的怎么樣,,我們拭目以待吧。

(以上引用自網(wǎng)絡(luò))

3D打印采用的是什么原理

3D打印機(jī)工作步驟是這樣的:使用CAD軟件來(lái)創(chuàng)建物品,,如果你有現(xiàn)成的模型也可以,比如動(dòng)物模型,、人物,、實(shí)際過(guò)程(6張)或者微縮建筑等等。然后通過(guò)SD卡或者USB優(yōu)盤把它拷貝到3D打印機(jī)中,,進(jìn)行打印設(shè)置后,,打印機(jī)就可以把它們打印出來(lái),其工作結(jié)構(gòu)分解圖如下,。??3D打印機(jī)的工作原理和傳統(tǒng)打印機(jī)基本一樣,,都是由控制組件、機(jī)械組件、打印頭,、耗材和介質(zhì)等架構(gòu)組成的,,打印原理是一樣的。3D打印機(jī)主要是在打印前在電腦上設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的三維立體模型,,然后再進(jìn)行打印輸出,。3D打印與激光成型技術(shù)一樣,采用了分層加工,、疊加成型來(lái)完成3D實(shí)體打印,。????每一層的打印過(guò)程分為兩步,首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水,,膠水液滴本身很小,,且不易擴(kuò)散。然后是噴灑一層均勻的粉末,,粉末遇到膠水會(huì)迅速固化黏結(jié),,而沒(méi)有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的交替下,,實(shí)體模型將會(huì)被“打印”成型,,打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末還可循環(huán)利用,。

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3D打印技術(shù)是什么原理

3D打印并非是新鮮的技術(shù),這個(gè)思想起源于19世紀(jì)末的美國(guó),,并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把它稱作“上上個(gè)世紀(jì)的思想,,上個(gè)世紀(jì)的技術(shù),,這個(gè)世紀(jì)的市場(chǎng)”。三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn),。這種打印機(jī)的產(chǎn)量以及銷量在二十一世紀(jì)以來(lái)就已經(jīng)得到了極大的增長(zhǎng),,其價(jià)格也正逐年下降?! ∈褂么蛴C(jī)就像打印一封信:[1]輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕,,一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上,它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像,。而在3D打印時(shí),,軟件通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)完成一系列數(shù)字切片,并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上,,后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái),,直到一個(gè)固態(tài)物體成型。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料,?! 《询B薄層的形式有多種多樣,。有些3D打印機(jī)使用“噴墨”的。例如,,一家名為Objet的以色列3D打印機(jī)公司使用打印機(jī)噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質(zhì)噴涂在鑄模托盤上,,此涂層然后被置于紫外線下進(jìn)行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離,,以供下一層堆疊上來(lái),。另外一家總部位于美國(guó)明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術(shù),整個(gè)流程是在噴頭內(nèi)熔化塑料,,然后通過(guò)沉積塑料纖維的才形成薄層,。  還有一些系統(tǒng)使用粉末微粒作為打印介質(zhì),。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層,,然后由噴出的液態(tài)粘合劑進(jìn)行固化。它也可以使用一種叫做“激光燒結(jié)”的技術(shù)熔鑄成指定形狀,。這也正是德國(guó)EOS公司在其疊加工藝制造機(jī)上使用的技術(shù),。而瑞士的Arcam公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。以上提到的這些僅僅是許多成型中的一部分,。3d打印機(jī)和打印物(19張)當(dāng)遇到包含孔洞及懸臂這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí),,介質(zhì)中就需要加入凝膠劑或其他物質(zhì)以提供支撐或用來(lái)占據(jù)空間。這部分粉末不會(huì)被熔鑄,,最后只需用水或氣流沖洗掉支撐物便可形成孔隙,。如今可用于打印的介質(zhì)種類多樣,從繁多的塑料到金屬,、陶瓷以及橡膠類物質(zhì),。有些打印機(jī)還能結(jié)合不同介質(zhì),令打印出來(lái)的物體一頭堅(jiān)硬而另一頭柔軟,。

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3d打印房子冷嗎

不會(huì)冷的。

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