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3D打印开启新时代,为桥梁建筑增添亮丽色彩

2019-1-21 9:44:08 点击:

     近年来,随着技术的不断进步,国内外桥梁设计师一直在积极探索借助3D打印来建造桥梁的新途径。经过多年的不断试验之后,2016年12月,世界上第一座3D打印桥在西班牙首都马德里市的一座城市公园里正式揭幕。

      自从第一座3D打印桥梁落成后,世界各国纷纷加快了3D打印前沿技术的研发速度,并借助3D打印技术建造完成了多座桥梁。面临建筑界兴起的3D打印热潮,我国也从资金、政策等多个角度大力推进3D打印在建筑领域的应用。近日,目前世界上规模最大的3D打印混凝土步行桥在上海智慧湾科创园落成,这标志着我国3D混凝土打印建造技术取得了新的突破。据媒体报道,该桥梁工程的打印用了两台机器臂3D打印系统,共用450小时打印完成全部混凝土构件。
       此消息一经传出,就引发了业内人士的广泛讨论,与传统的建造技术相比,3D打印技术到底指什么?其在建筑领域具有哪些优势呢?实际上,3D打印是一种可以借助工业机器人、3D打印机等设备逐层重复铺设材料层来构建自由形式的建筑结构的新兴技术。通过逐层累积,最终能够形成房屋、桥梁等建筑成品。
       在实际的操作过程中,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,就可以将计算机上的三维模型变为建筑实物。例如,一个房子或者一群房子,即使每幢建筑形态各异、大小不一,都可以通过一个运行程序来自动构建。近两年,很多国家都开始采用3D打印技术来建造房屋和桥梁,这与3D打印本身所具有的多种优势是分不开的。从总体来看,3D打印桥梁的优势主要体现在环境友好、材料利用率高等方面。采用传统工艺建造桥梁时,很多边角料被随意气质,造成了极大的浪费,而采用3D打印技术,材料的利用率就得到了进一步提升。
       与此同时,3D打印不需要模板,定制型强,可塑性好,可打印出任何细节特点与复杂曲面、管道等部件,施工人员可以根据实际情况,在合适的时间采用相应的材料进行房屋或桥梁打印。3D打印就地取材的方式,也能极大地节省桥梁建造的成本,减少不必要的花费。
        此外,采用3D打印机等设备进行桥梁建造可以有效降低伤亡事故发生的概率,大量节省人员劳工,从而将施工人员从繁重的体力劳动中解放出来。值得注意的是,在建筑领域借助3D打印技术可以较大程度的实现设计师的创意,流畅的桥梁外形设计对于传统加工手法来说都是较难完成的,而3D打印在桥体设计及建造方面则具有较佳的表现。
        虽然3D打印在房屋、桥梁等建筑过程中具有许多优势,但是目前该技术在建筑领域尚未大规模普及开来,验收标准缺失、技术不够成熟、专业人才缺乏等都对3D打印在建筑领域的实际落造成了一定的阻碍,3D打印桥梁的刚度、强度和耐久性等综合性能也有待进一步验证。
       据业内人士分析,随着技术的不断进步,3D打印桥梁将成为桥梁建造的一种重要方式。今后,3D打印桥梁在交通体系中扮演的角色也将越来越重要,未来3D打印桥梁有望在交通领域发挥出更大的作用。
       任何事物都具有两面性,3D打印也不例外。我们应该用一种辩证的、客观的、发展的、理性的眼光来看待3D打印技术,积极改进3D打印技术的不足之处、并充分挖掘3D打印本身所具有的优势。这样做,将推动3D打印在各领域应用程度的进一步深化。


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