美國3D打印細分領域3D打印增材建造開始嶄露頭角

打印派   2024-04-23 09:54:13

雖然去年增材制造(AM)行業(yè)的財務狀況報告并不樂觀,但我們正在見證的其實是一個新興行業(yè)的誕生,而非消亡。特別是增材建造(AC)這一3D打印的細分領域,正逐漸嶄露頭角。

近年來,眾多AC公司如雨后春筍般涌現,標志著該行業(yè)的逐漸成熟。然而,3D打印建造領域仍然處于探索階段。

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關于如何擴大AC規(guī)模,該領域的資深從業(yè)者美國陸軍工程兵團(U.S. Army Corps of Engineers)工程研究與發(fā)展中心(ERDC)的AC組合經理Megan Kreiger認為,隨著AC領域逐漸受到關注,接下來的關鍵是制定必要的標準和質量控制措施,以推動3D打印從新奇事物轉變?yōu)閺姶蟮募夹g解決方案。她強調,要實現這一轉變,需要堅實的數據來支持成本節(jié)約和效率提升的聲明,超越原型階段,實現廣泛應用。這包括實際性能數據、材料科學研究以及制定規(guī)范和標準,以確保3D打印結構的結構完整性和長期可行性。

“制定規(guī)范不僅是為了規(guī)范本身,更是為了為行業(yè)提供健全的測試和實踐,從而推動行業(yè)標準化。這些標準將使我們更加確信我們所建造的結構在結構上是健全的。目前,全球缺乏這樣的倡議,我們需要解決這個問題,以滿足更廣泛社區(qū)的需求?!盞reiger說。

目前,行業(yè)已經取得了一定的進展。例如,發(fā)布了由ERDC-CERL專業(yè)知識開發(fā)的統(tǒng)一設施標準(UFC)關于增材建造混凝土,以建立一個框架,通過驗證測試允許創(chuàng)新。此外,還制定了ASTM/ISO標準(ISO ASTM 52939:2022),為增材建造的更正式的規(guī)范、標準和指南奠定了基礎。ERDC-CERL還與NIST(增材建造:標準化之路)進行了研討會,以制定這些規(guī)范、標準和指南的發(fā)展戰(zhàn)略。這些研討會鼓勵開放的通信,并將研究社區(qū)在關鍵主題、標準優(yōu)先事項和下一步行動上進行對齊,以確保數據可以比較而不是孤立的。

此外,還突顯了“數據不足”的問題。在123論壇上,強調了3D打印應該被編碼化,并在ACI關于增材建造混凝土的結構性能會議上進行了討論。這個研討會促成了ASTM、ACI和ICC等實體之間的跨組織合作。這反過來又強調了ASTM在新指南方面的工作,如ACI ITG-12《增材建造墻體建造規(guī)范》,ICC 1150《3D自動化建造技術標準3D混凝土墻體》,以及在NIST下啟動的增材建造擠出(ACE)聯(lián)盟。

在ERDC、ERCWERX和陸軍物資司令部主辦的增材建造:國防部采納之路研討會上,來自聯(lián)合部隊的各利益相關者為促進對增材建造的基本理解做出了貢獻,討論了機會和限制,并啟動了將增材建造技術整合到國防部的路線圖的制定。同時,ERDC與美國陸軍物資司令部最近在布利斯堡的美國陸軍基地共同舉辦了增材建造:國防部采納之路研討會。在這次活動中,國防部(DoD)和軍事建設(MilCon)利益相關者聯(lián)合部隊為促進對增材建造的基本理解做出了貢獻,討論了機會和限制,并啟動了將增材建造技術整合到MilCon和DoD建設過程中的路線圖的制定。由ERDC在ERDCWERX技術挑戰(zhàn)(增材建造:國防部采納之路解決方案)中篩選的行業(yè)代表,針對增材建造的最新項目,解決了實際數據驅動的指標和能力。

然而,行業(yè)仍然面臨一些主要障礙,包括對打印結構和技術的性能和行為的未經證實的假設的依賴。例如,由于已知的最古老的打印結構——2014年Andrey Rudenko在明尼蘇達州建造的一座城堡——作為唯一的長期數據點,打印結構的耐久性在很大程度上是未知的。為了彌合測試和數據驗證之間的差距,Kreiger建議加強學術機構、私營部門和政府之間的合作。她認為,學術界可以提供嚴格的測試和數據,但對全尺寸機器的訪問有限;私營部門可以執(zhí)行實際的打印過程并從測試數據中受益;而政府可以保持第三方中立,以確保發(fā)展是無偏見的,并造福公眾。

隨著公共實體以前所未有的水平資助先進制造,AC行業(yè)開始嶄露頭角。理想情況下,這將推動整個3D打印領域的發(fā)展,而AC在基礎設施、經濟適用房、國防應用和人道主義援助/災難救援方面特別有潛力。與此同時,商業(yè)實體的參與也在以對整個行業(yè)有益的方式推動著AC行業(yè)的發(fā)展。


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