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中國(上海)綠博會 | 3D打印,星耀綠博會

來源:    作者:    更新日期:2019/10/16 12:43:27

在人頭攢動的2019綠博會上,上海建工機施集團的展臺無疑是人氣火爆、令人矚目的焦點。觀眾們不僅前來了解前沿的3D打印技術和功能,觀摩其杰作,更是想通過直接的洽談,尋找抓住市場“制高點”的機會。

   上海建工機施集團是上海建工集團股份有限公司的核心企業之一,是國家認定的高新技術企業和創新型企業,具有房屋建筑工程和市政公用工程施工總承包雙壹級資質,鋼結構工程、地基與基礎工程、起重設備安裝工程等多項專業承包壹級資質,以及城市軌道交通工程專業承包等資質,擁有特種設備安裝的技術力量和基礎配備,是一家以技術含量高、裝備實力強、品牌效應好為特色的專業施工企業。

    此次綠博會,機施集團帶來了的毫米級3D打印裝備和大尺度復雜建筑結構3D打印工藝。

    據在現場的機施集團工程研究院機電工程所所長、智能建造中心主任龔明介紹,現場展示的上海建工機施集團聯合相關單位共同研發的龍門架復合3D打印機器人系統,主要由三軸龍門機床、高速3D打印噴頭、高精度數控系統組成。其中三軸龍門機床具備25米的X軸行走范圍,Y軸行程4米,Z軸行程1.5米,定位精度可達0.1毫米,是目前世界上最大的高精度3D打印設備。而公司研發的高速3D打印噴頭,其擠出量可達到12公斤/小時,配合其具有自主知識產權的層間密實工藝,可大大提高3D打印的層間結合力,顯著提升打印質量。

     機施集團工程研究院機電工程所所長、智能建造中心主任龔明

 

    龔明介紹道,作為上海市高新技術企業,上海建工機施集團的3D打印設備不僅達到毫米級,且打印產量大、穩定性佳,作為一套智能建造設備,還能在后期實現智能制造的增材、去材一體化。此次展出的大尺度復雜建筑結構3D打印工藝,就曾在不久前的上海桃浦中央綠地景觀橋項目上成功實施應用。該項目也是我國當前建筑工程領域將設計藍圖轉變為實物,并投入實際使用的首次開拓性嘗試。

    據悉,該景觀橋長15.25米,寬3.8米。它沖破了傳統橋梁設計的局限,將參數化的數字構建方式融入其中。設計時,充分發揮三維設計、建造的優勢,制定了符合一定秩序的表皮變化單元,使得最終的表皮系統呈現出有機漸變的形態。在制作過程中,采用在ASA(一種高分子材料)中加入一定比例的玻璃纖維,使材料更具備高耐候性、高彈性模量、高屈服強度和高抗沖擊強度等特點,且能承受長期的日曬雨淋,同時滿足3D打印材料和建筑材料的要求。在打印工藝上,通過近百次打印試驗和不斷優化,采用預熱及后保溫裝置,提高打印作業空間的溫度,保證3D打印材料層層粘結力;同時研制了密實裝置,經過幾百萬次的拍打,顯著提高打印效果。另外,對該橋表面進行藝術涂裝,使具有藝術氣息的景觀橋更具靚麗色彩。龔明強調,這是國內第一座運用3D打印技術完成的一次成型、最大跨度、多維曲面的高分子材料景觀橋。其乳白色的橋身,流線的造型,新穎的制作工藝,將傳統書法中的“常行所當行,常止不可不止”的理念,巧妙地融入到橋體外觀中,已成為上海桃浦智創城中央綠地內一道靚麗的風景線。

 

 國內第一座投入使用的,運用3D打印技術完成的一次成型、最大跨度、多維曲面的高分子復合材料景觀橋---桃浦中央綠地景觀橋

 

              桃浦中央綠地景觀橋

 

    龔明還透露,繼去年上海桃浦中央綠地公園的景觀橋之后,上海建工近期又完成了另一座位于福建泉州、同樣使用3D打印技術完成的橋梁。

 

                  泉州橋施工圖一

 

 

                      泉州橋施工圖二

 

    據了解,這座橋的設計理念提取地山、水、林、田、塘之意境,以簡潔動感山水的流線為元素,在整體橋梁形態及欄桿形態上,追求山巒起伏的疊影視覺效果。橋梁結合后期夢幻霧森景觀,打造一座較為夢幻極具想象力的山影橋。所以橋身模仿了連綿山巒的形態有著優美的連續不規則弧線造型。然而這種不規則弧線造型對于傳統建造工藝來說是個非常棘手的問題,為了完成這項特別的任務,上海建工聯手國內在大尺寸3D打印方面具有優勢的上??狷棛C器人科技有限公司,通過先進的增材制造工藝完成了這座優美造型的橋梁制造。

    這座橋的長度達到了17.5米,高4米,寬3.2米,重量12噸,橋身整體都是由高分子材料使用3D打印技術制造完成。全部制造周期五周時間,比起傳統混凝土灌漿制造法縮短了將近一半以上的時間。此外由于采取了鋼結構疊合工藝,強度上也一點不比鋼筋混凝土遜色,每平方米可以承受2千牛頓的壓強,也就是說就算橋上站滿人也不用擔心橋身的堅固程度。

 

    龔明認為,使用的高分子材料,是一次大膽的實踐,3D打印技術應用到建筑業的成熟,路還相當長,特別是從實驗到實踐落地并適用,還在不斷的探索積累中,而桃浦智創城中央綠地景觀橋和泉州景觀橋這兩座3D打印橋的成功實施,為3D打印在項目的實用落地上作出了突破性的貢獻。此次展示的3D打印設備,是以軟件和工藝為主,而裝備只是其中一部分。與傳統施工模式相比,3D打印精度更高、尺寸更大,可滿足的空間結構更多。且具有施工過程無污染、成本低、工期短,材料環保等特性,將成為建筑施工領域生產方式進步升級的一個標桿。

    上海建工機施集團的3D打印技術、工藝與裝備的優勢,已吸引了行業的高度關注。據了解,上海建工機施集團投入巨資進行3D打印設備與技術的研發,認為3D打印是劃時代的新興戰略產業,必將推動建筑業實行工業化生產的全新升級;3D打印使用的材料也是真正的環保節能型材料,充分體現了先進性、引領性。真正突破了傳統的建筑業生產施工模式,綠色環保,一體化智能化制造,特別是材料和處理方式決定了3D打印更方便“拗造型”,能夠賦予設計師更大的創作空間,可以將傳統的建筑創作得更優美,未來可以提供更多的科技與藝術完美結合的實例。

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