当前应用于建筑领域的3D打印技术主要有三种:D型工艺(D-Shape)、轮廓工艺(Contour Crafting)和混凝土打印(Concrete Printing)。
1、D型工艺。由意大利发明家恩里克·迪尼发明,D型打印机的底部有数百个喷嘴,可喷射出镁质黏合物,在黏合物上喷撒砂子可逐渐铸成石质固体,通过一层层黏合物和砂子的结合,最终形成石质建筑物。工作状态下,3D打印机沿着水平轴梁和4个垂直柱往返移动,打印机喷头每打印一层时仅形成5mm~10mm的厚度。打印机操作可由电脑CAD制图软件操控,建造完毕后建筑体的 质地类似于大理石,比混凝土的强度更高,并且不需要内置铁管进行加固。事实上这种方法类似于选择性粉末沉积,打印所使用的材料为氯氧镁水泥。目前,这种打印机已成功地建造出内曲线、分割体、导管和中空柱等建筑结构。
2、轮廓工艺。是由美国南加州大学工业与系统工程教授比洛克·霍什内维斯提出的。与D型工艺不同是,轮廓工艺的材料都是从喷嘴中挤出的,喷嘴会根据设计图的指示,在指定地点喷出混凝土材料,就像在桌子上挤出一圈牙膏一样。然后,喷嘴两侧附带的刮铲会自动伸出,规整混凝土的形状。这样一层层的建筑材料砌上去就形成了外墙,再扣上屋顶,一座房子就建好了。轮廓工艺的特点在于它不需要使用模具,打印机打印出来的建筑物轮廓将成为建筑物的一部分,研发者认为这样将会大大提升建筑效率。
3、混凝土打印——由英国拉夫堡大学建筑工程学院提出,该技术与轮廓工艺相似,使用喷嘴挤压出混凝土通过层叠法建造构件。该团队研发出一种适合3D打印的聚丙烯纤维混凝土,并测试了这种混凝土的密度、抗压,抗折强度,层间的粘结强度等物理性质,证实该混凝土可以用于混凝土打印技术。
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