摘要:3D打印技术是一种实实在在的新型技术,并不属于概念上的产物,需要对应用技术进行深入分析才能够妥善的使用技术进行作业。将应用比较成熟的技术植根于大规模的房屋建设中,必然会出现很多技术不适应现象,这就需要全面深入分析3D打印技术,结合现代建筑物的特征,逐渐改变技术中不适应的地方,并提出解决方案。于是从上述出发,本次研究主要分析建筑实体墙板建造中3D打印技术的应用情况,到其存在的问题,日常出解决对策,为3D打印技术的发展奠定基础。 关键词:建筑;3D打印技术;现存问题;解决方案
小样机从全球3D打印技术的发展历程及现状看,目前还属于热点词汇。在全球航天业、制造业及医疗等领域突出发展的背景下,这类产业以模型化、数据化为基础,按照消费者的需求生产产品。传统的工业生产,首先需要设计模具,然后在进行浇筑,最终生产成型的产品。3D打印技术省去了这些繁琐的流程,使用的模具就是电脑内的数据。设计人员只需要用电脑完成模型设计,并将信息传递到3D打印机便可,于是打印机便按照设计路线完成打印作业。在建筑行业中3D打印技术的兴起要晚于其他技术,在应用的情况上也没有其他技术广泛。所以本次研究主
要是对建筑行业中使用3D打印技术的应用情况做一个简单分析,到并解决其发展中存在的问题,具有一定的现实意义。
一、建筑行业实施3D打印技术的理论基础
在塑料从流态转变为固态的过程中,很容易发生氧化作用而发生分解。而且,建筑3D技术打印过程中,会产生很多难闻的气体,若是气体不能够及时排除,会对人和环境造成很大的危害。建筑3D打印中,氧含量参数要求低于5%,在使用这些材料进行打印作业时,不断的向机器里充填氮气。有机材料打印中对于外界环境要求较高,成本较高,力学性能较差,都在一定程度上限制了在3D打印技术中的应用。
若从现在使用水泥材料性能的角度考虑,建筑3D打印技术一般使用的是硫酸盐水泥,却不能使用现在常见的普通硅酸盐水泥。从固化材料的成分上分析,硫铝酸盐水泥可以用铝矾土及石灰石为原料,辅之以活性材料经高温煅烧,最终便可得到以硅酸二钙和无水硫铝酸盐为原料的熟料。因硫铝酸盐水泥在使用过程中的凝固速度快,所以3D打印技术就可以进行快速叠加。
(二)建筑全程微观数据化
建筑3D打印技术使用的前提是,必须要能够提供精确的三维数据,这样计算机才能够逐一执行指令。目前谈到的3D打印基本上是原有2D打印的叠加,2D建筑打印技术,每层均包含有不同的图像或者是内容,叠加在一起形成复杂的三维立体结构。比如,常规打印器的算法步骤是,①将拟打印三维实体模型每一层切片都划分为填充区域及边界区域,设置三维实体模型的外边界轮廓,按照截面在横向、纵向轮廓大小将需要扫描的铺设区域划分为填充区域及边界区域。②对于边界区域及填充区域分别进行扫描。当扫描到边界区域时,程序使用功率是比较大的离子射速或者是光子射速。当扫描到填充区域时,程序使用功率是比较小的离子射速或者是光子射速。如此设置,能最优化的平横逐层扫描三维实体时面临的精度及效率矛盾问题,既提升了3D打印机的效率,也提升了打印建筑的外管质量及精度。
二、3D打印技术在建筑行业模型建立中应用现存问题与解决方案
(一)沙盘图及房屋模型等比还原法
从3D打印技术应用的行业看,建筑行业在3D打印技术上的应用相对较少。从特性上分析,原
因是建筑行业对于精度的要求比较高,需要的构建相对比较粗犷,结构单一。而3D打印技术对于零件要求比较高,需要数字化控制全过程,避免不了存在人为操作的误差。另一个原因是建筑行业需要的材料很多,颜差异较大,工件的组成成分也比较多,而3D打印技术的颜比较单一,建设用零件的组分也单一。第三个原因是建筑行业需要的构建通常比较大,重量较重,要实现3D打印必须要有成型的打印机。这样在制造建筑构件时,必然要设计制造大型的打印机。这对于效益评估而言,显然是不具有可行性。此外,若是零件的尺寸较大,在完成零件的打印后,现场搬运也是很大的问题。使用FDM技术打印沙盘模型,需要充分考虑以下几点内容。成本要低廉,技术要求的设备比较简单,造价较低,易于大面积推广使用,材料可选择性多且成本低。一般使用该技术细微部分的精度能够达到0.1mm,更高精度显然是难以有效控制。溶液聚合
(二)3D地图信息准确表达制法
如果从大型的建筑市政工程来说,市政的规划图经常能够出现在土木工程的规划建筑区域中。在设计图上,能够看到各种黑白线条表示的方块区域。现如今三维地图发展迅速,已经成为了一种常见的表达手段,这意味着在地理信息行业中发展3D打印技术是必然之路。但是采
用什么方式才能将3D打印技术充分的融入市场,这还需要进一步研究,而且由于3D打印技术的不断扩大,建筑以及地理信息行业也在寻新的发展入口,想要将3D打印技术不断应用与每个步骤。近年来,美国的科学家也发现并发明了一种新型的3DP打印技术,这种技术也被称为三维印刷制造工艺。原理就是利用粉末类型材料进行粘结,比如目前3D打印技术使用较多的材料,尼龙粉末、陶瓷粉末以及金属粉末等。此种打印技术与常规的3D打印技术的不同点在于,这种方式既不包含材料的物理反应,也不包含化学反应,而是一种成型的过程,通过强力胶水将粉末材料有效粘结起来。一层胶水、一层粉末,逐层交替的叠加起来,如此反复,最终形成设计的三维模型,并按照这一模型完整打印出来。
(三)异形连接承载构件类经络化结构
传统的钢材连接方式比较多且复杂,需要经过多个工序才能够顺利完成,若是遇到的结构体比较复杂,比如异形结构体,就很难实现一体化,而是需要多个部件组合才能够完成。多个部件之间的组合,无论是铆合还是焊接都需要与一体化的成型进行对比分析。英国曾经在跨国工程中使用3D打印技术完成了钢结构的打印,大幅度降低了材料的浪费。分析原因,还在于增材技术的贡献。它与传统的行业并不相同,需要对钢材进行多次切削作业,于是便产生了很多的材料浪费。
排油烟气防火止回阀四、结语
建筑3D打印技术属于一种新颖的技术概念,将其系统化的应用于建筑施工是可以提升施工效率、降低施工成本、节省施工材料的,它是决定着未来建筑行业发展状况的技术之一,而且要想在实战中掌握并熟练的使用3D打印技术,就必须从根本上关注其发展前景。在之前,使用3D打印技术将建筑建造完成的例子大有所在,但是在使用的过程中还是有一些问题存在,根据以上原因,本次研究主要针对建筑3D打印技术的现状、存在的问题、应用情况等作出了具体的分析,第一,将建筑3D打印技术的相关概念具体列出;第二,列举并分析其相关理论知识,第三,分析了其在建筑施工以及建造墙板过程中的使用情况,最后研究其在个性化装饰中的应用现状以及得出结论和措施。
参考文献
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