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當(dāng)前應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的3D打印技術(shù)主要有三種:D型工藝(D-Shape)、輪廓工藝(Contour Crafting)和混凝土打?。–oncrete Printing)。
1、D型工藝。由意大利發(fā)明家恩里克·迪尼發(fā)明,D型打印機(jī)的底部有數(shù)百個(gè)噴嘴,可噴射出鎂質(zhì)黏合物,在黏合物上噴撒砂子可逐漸鑄成石質(zhì)固體,通過一層層黏合物和砂子的結(jié)合,最終形成石質(zhì)建筑物。工作狀態(tài)下,3D打印機(jī)沿著水平軸梁和4個(gè)垂直柱往返移動(dòng),打印機(jī)噴頭每打印一層時(shí)僅形成5mm~10mm的厚度。打印機(jī)操作可由電腦CAD制圖軟件操控,建造完畢后建筑體的 質(zhì)地類似于大理石,比混凝土的強(qiáng)度更高,并且不需要內(nèi)置鐵管進(jìn)行加固。事實(shí)上這種方法類似于選擇性粉末沉積,打印所使用的材料為氯氧鎂水泥。目前,這種打印機(jī)已成功地建造出內(nèi)曲線、分割體、導(dǎo)管和中空柱等建筑結(jié)構(gòu)。
2、輪廓工藝。是由美國(guó)南加州大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程教授比洛克·霍什內(nèi)維斯提出的。與D型工藝不同是,輪廓工藝的材料都是從噴嘴中擠出的,噴嘴會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖的指示,在指定地點(diǎn)噴出混凝土材料,就像在桌子上擠出一圈牙膏一樣。然后,噴嘴兩側(cè)附帶的刮鏟會(huì)自動(dòng)伸出,規(guī)整混凝土的形狀。這樣一層層的建筑材料砌上去就形成了外墻,再扣上屋頂,一座房子就建好了。輪廓工藝的特點(diǎn)在于它不需要使用模具,打印機(jī)打印出來的建筑物輪廓將成為建筑物的一部分,研發(fā)者認(rèn)為這樣將會(huì)大大提升建筑效率。
3、混凝土打印——由英國(guó)拉夫堡大學(xué)建筑工程學(xué)院提出,該技術(shù)與輪廓工藝相似,使用噴嘴擠壓出混凝土通過層疊法建造構(gòu)件。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種適合3D打印的聚丙烯纖維混凝土,并測(cè)試了這種混凝土的密度、抗壓,抗折強(qiáng)度,層間的粘結(jié)強(qiáng)度等物理性質(zhì),證實(shí)該混凝土可以用于混凝土打印技術(shù)。
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