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上海一公园投放全国首座3D打印桥材料是关键

2018-11-30 15:35    发布者:徐巍    回复:0    浏览:67
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ChongMingS.COM崇明网讯 国内首座3D打印树脂景观桥昨天亮相。上海建工机施集团花了35天的时间,用3D打印技术“一次成型”打出了一座长15.25米、宽3.8米、高1.2米的S形曲面桥。

ChongMingS.COM崇明网讯 国内首座3D打印树脂景观桥昨天亮相。上海建工机施集团花了35天的时间,用3D打印技术“一次成型”打出了一座长15.25米、宽3.8米、高1.2米的S形曲面桥。在此之后,它还要通过抗压、加载等测试考验,将被安装在桃浦智创城中央公园内。

材料和设备研究是关键

在上海建工机施集团的数字三维建造中心里,记者看到乳白色的桥身呈现出优美的流线型。上海建工集团副总工程师、机施集团总工程师陈晓明说,如果使用传统工艺,需要先造一个流线型的模具,生产出相关的钢结构部件之后才能后续建造,然而用3D打印技术就“简单”许多。

虽然说得简单,但其实并不容易。“这座桥的特别之处,就是在材料和建造工艺上,是颠覆性的创新。”陈晓明说,材料的选择是关键。建造团队经过多次对比和试验,最终选定了在ASA(一种工程塑料)中加入一定比例的玻璃纤维,以及抗老化材料等,使这座桥具备高耐候性、高抗冲击强度等特点,能承受长期的日晒雨淋,同时又满足3D打印材料和建筑材料的要求,确保桥体的强度和耐久性都符合国家建筑行业标准。

由上海建工机施集团联合开发的龙门架复合3D打印机器人系统,则是这座桥成功完成的“功臣”。这套系统主要由3轴龙门结构、6轴高精度工业机器人、高速挤出装置(数控喷嘴)组成,打印精度达到毫米级。在景观桥3D打印现场,打印机器人有条不紊地吐料、拍打、粘合,不仅工人少了,而且现场干净整洁,没有产生扬尘和建筑垃圾。除了人力成本的降低和文明施工的提升,整座景观桥打印只用了35天时间,智能建造让速度有了大的飞跃。

一层一层打印而成

陈晓明介绍,这座15米长的桥是一层一层“叠加”上去的,打印一层耗时8小时,可以完成4毫米的厚度。由于一层有15米长,因此最怕材料降温不均匀,到铺第二层时产生热裂缝、热翘曲。因此,在打印工艺上,建造团队采用“打印前预热,打印后保温”等方式,提高打印作业空间的温度,保证3D打印材料层层粘结力,达到材料本身强度的80%—85%。

这座桥能打印成功,并不是一蹴而就的。记者获悉,一年半前,建造团队接到该工程后,就展开了研究,先从手掌大的桥打印起,然后1米、5米、15米逐步递增,才有了如今这座15米的桥。待安装完毕后,市民可以前往桃浦智创城中央公园,零距离接触这座15米长的大型3D打印作品。

引发企业人才需求变化

“3D打印在教育、医疗、汽车等领域已得到广泛应用,而建筑领域正处于起步阶段。”陈晓明表示,3D打印建筑目前还没有现成的规范标准可参考,此次打印的3D打印树脂景观桥,是根据相应的高分子材料规范和桥梁设计规范来做的。“根据实验室测试结果,这座桥每平方米荷载250公斤,即每平方米至少可容纳4个成年人同时经过。使用寿命上,目前可确保30年左右。如果桥梁有损坏,也可以通过更换局部来进行维修。”

“有了3D打印技术,不仅在施工上可以建造出很多异形的部件,而且在设计上可以帮助建筑师打开思路。”陈晓明表示,当然对于传统施工企业用人来说,也将发生一些变化,像材料、机械控制、程序设计这些可能原来用不到的学科人才,将来都会引进。
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