工業(yè)級(jí)3d打印機(jī) BigRep ONE?高效定制混凝土構(gòu)件幫助建筑修復(fù)
3D打印促進(jìn)土木工程快速進(jìn)行，并使生產(chǎn)復(fù)雜的建筑領(lǐng)域混凝土構(gòu)件成為可能

建筑物的修復(fù)過程常常面臨挑戰(zhàn)

蓋格集團(tuán)(Geiger Group)在德國(guó)南部肯普頓(Kempten)對(duì)一幢歷史建筑進(jìn)行翻修時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一些困難。這個(gè)建筑是舊啤酒廠，他們需要將其改建為辦公室和活動(dòng)場(chǎng)所，并需要在保留令人印象深刻的原始美感的同時(shí)，更換這處房產(chǎn)上的5個(gè)大型石制窗框。

在替換這些石砌窗框時(shí)，蓋格可以考慮兩個(gè)方法 。一種是傳統(tǒng)的石頭砌筑，這種方法需要很高的技術(shù)含量，可以獲得精美的結(jié)果，但是它需要較長(zhǎng)的時(shí)間和昂貴的成本。第二種選擇是用樹脂涂層的泡沫模板澆注混凝土。這種方法的使用意味著不能將單個(gè)泡沫塊磨成所需的形狀，使用多個(gè)泡沫塊生產(chǎn)將增加成本并延長(zhǎng)交工時(shí)間。這種方法更普遍的缺點(diǎn)是材料產(chǎn)生有害物質(zhì)并造成浪費(fèi)。

“如果你想在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的混凝土，成本非常高。主要是手工制作，人們制作單獨(dú)的木制模板，它們被用來只做一樣?xùn)|西，然后就被扔進(jìn)垃圾箱?！?/p>

——Jorg Petr, 創(chuàng)新主任, NOWlab@BigRep

由于項(xiàng)目進(jìn)度緊迫，Geiger聯(lián)系了NOWlab@BigRep，探索第三種選擇。NOWlab是BigRep內(nèi)的研究和創(chuàng)新中心，它不斷地為定制化的工業(yè)應(yīng)用案例尋找擴(kuò)大和定型增材制造的新方法。

制作流程

在討論了可能性之后，NOWlab和Geiger同意在窗戶上進(jìn)行合作，并通過以下過程制造。Geiger為NOWlab提供了包含窗口框架的完整規(guī)格的CAD文件。NOWlab用這些文件生成了鑄造模板的數(shù)字模式。然后用SIMPLIFY 3D打印軟件創(chuàng)建了G-code文件，再在工業(yè)級(jí)大尺寸3d打印機(jī) BigRep ONE?上打印模板，利用它的1個(gè)立方打印體量的優(yōu)勢(shì)，一次性打印完成了這個(gè)工作。打印出來模板，由BigRep的生物降解的PLA3D打印機(jī)熔絲材料制成，然后被送到制造商處鑄造混凝土截面。

窗框的裝配直接在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，用不同的打印部分進(jìn)行裝配，然后進(jìn)行了成功的總裝。

“最終，使用的混凝土更少，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)可以通過更復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過打印筑造，我們清楚地看到建筑師可以直接控制他們?cè)陔娔X上的設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)制作的東西?！?br>—— J?rg Petri, 創(chuàng)新部主任, NOWlab@BigRep

“你可以依靠fdm大尺寸3d打印機(jī)BigRep ONE，為你的設(shè)計(jì)制作一個(gè)一比一全尺寸的復(fù)制品。然后你就可以在真
實(shí)世界中使用它了?！?br>—— J?rg Petri, 創(chuàng)新處主任, NOWlab@BigRep

Gaiger估計(jì)，使用NOWlab的3D打印工藝生產(chǎn)窗框元件的成本要比使用石匠低50%，而相比使用樹脂泡沫澆鑄生產(chǎn)窗框元件的生產(chǎn)時(shí)間要短45%。Gaiger還能大幅減少項(xiàng)目所需的人力資源。而且高質(zhì)量地完成工作，這真是為Gaiger設(shè)計(jì)的完美3d打印解決方案。

用于未來的產(chǎn)品

隨著時(shí)間的推移，Gaiger和其他人似乎可能會(huì)越來越多地采用這些方法進(jìn)行翻修。然而，翻新只是應(yīng)用基本技術(shù)的一種方法。
NOWlab正在為未來的建筑施工結(jié)構(gòu)件，開發(fā)基于3d打印的混凝土澆鑄工藝。用于建筑立面和承重結(jié)構(gòu)件的創(chuàng)作。隨著測(cè)試項(xiàng)目的進(jìn)行，NOWlab正在申請(qǐng)一項(xiàng)專利，用于生產(chǎn)3d打印模板。
大型高精度3D打印機(jī)BigRep ONE帶來的生產(chǎn)速度更快、成本更低、更加環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)也同樣適用于這些應(yīng)用。然而，隨著新產(chǎn)品的出現(xiàn)，3D打印的靈活性也釋放了巨大的設(shè)計(jì)潛力。我們可以期待在設(shè)計(jì)中將不受現(xiàn)有約束，精心設(shè)計(jì)新的表面紋理、外觀形式和結(jié)構(gòu)特征。通過這種方式，基于3d打印技術(shù)的混凝土澆鑄為建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)不同的前景——這既適用于Gaiger這樣的修復(fù)項(xiàng)目，也適用于前沿的建筑設(shè)計(jì)。工業(yè)3d打印機(jī) BigRep ONE 正在幫助這一愿景迅速成為現(xiàn)實(shí)。

“我們的目標(biāo)是在一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)建筑外觀結(jié)構(gòu)件甚至承重墻?！?br>—— J?rg Petri, 創(chuàng)新部主任, NOWlab@BigRep

馬路科技（RATC）成立于1996年，是以三維測(cè)量、三維掃描、逆向工程以及三維打印等先進(jìn)技術(shù)為導(dǎo)向的科技公司，客戶主要來自汽車、航空航天以及消費(fèi)品等產(chǎn)業(yè)。馬路科技在中國(guó)共有八個(gè)服務(wù)點(diǎn)，有超過200名專家提供在地專業(yè)技術(shù)支持及服務(wù)。?