智“繪”未來(lái),3D打印建筑產(chǎn)品的定制之道
說(shuō)起3D打印,大家一定不陌生
該技術(shù)在塑料、金屬等
材料領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)成熟
相信大家也見(jiàn)過(guò)相關(guān)打印產(chǎn)品
但是在建筑領(lǐng)域卻并不多見(jiàn)
今年年初的科幻大片《流浪地球2》中
出現(xiàn)過(guò)利用3D打印技術(shù)建立月球基地的場(chǎng)景
將“科幻”照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
今天,小編帶你走進(jìn)
位于西安的一公院科技產(chǎn)業(yè)園
圍墻大門(mén)3D打印建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)
共同感受混凝土3D打印技術(shù)的魔力
科技產(chǎn)業(yè)園效果圖
該項(xiàng)目利用3D打印技術(shù)為科技產(chǎn)業(yè)園“打印”出769根形態(tài)各不相同的立柱,組成長(zhǎng)304米的圍墻,以及4座由200多塊預(yù)制構(gòu)件組成的門(mén)房,總打印量達(dá)300噸,總打印時(shí)長(zhǎng)約625小時(shí),是國(guó)內(nèi)少有的大型3D打印建設(shè)項(xiàng)目。
再根據(jù)每一層的內(nèi)外輪廓
進(jìn)行平面路徑填充
最后將打印數(shù)據(jù)信息輸入3D打印機(jī)
絲滑走位
在本項(xiàng)目中
異形的圍墻立柱屬于薄壁結(jié)構(gòu)
如果按照常規(guī)的打印路徑設(shè)計(jì)流程
由于建模邏輯和切片過(guò)程中
容易出現(xiàn)模型缺陷
極易導(dǎo)致打印路徑不流暢
圍墻立柱形態(tài)特征丟失
嚴(yán)重影響打印精度
圍墻立柱的質(zhì)量和美觀度將大打折扣
于是,“空間打印路徑規(guī)劃算法”應(yīng)運(yùn)而生
采用參數(shù)化設(shè)計(jì)
跳過(guò)建模切片環(huán)節(jié)
直接生成連續(xù)流暢的空間路徑
(紅色線(xiàn)條為常規(guī)流程導(dǎo)出路徑,藍(lán)色線(xiàn)條為新算法導(dǎo)出路徑)
打印“畫(huà)筆”的走位
是不是看起來(lái)“絲滑”了許多?
立柱不倒
由于高2.2米的異形立柱存在懸挑扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)
加之中空壁薄
一旦打印過(guò)程中出現(xiàn)
結(jié)構(gòu)重心偏移過(guò)大
為解決這一難題
設(shè)計(jì)師利用重心同軸優(yōu)化技術(shù)
在結(jié)構(gòu)造型基本不變的情況下
通過(guò)細(xì)微調(diào)整打印路徑
保證打印過(guò)程立柱結(jié)構(gòu)重心
始終在固定軸線(xiàn)上
就像專(zhuān)業(yè)舞者在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中
只要控制重心在身體垂直線(xiàn)上
化整為零
只能是分塊單獨(dú)打印到現(xiàn)場(chǎng)拼裝
這樣,不僅要考慮每個(gè)構(gòu)件之間的連接
這時(shí)就輪到“模型自適應(yīng)分塊算法”出場(chǎng)了
只要在程序中輸入構(gòu)件的限制參數(shù)
便自動(dòng)將模型拆分成
一塊塊能夠?qū)崿F(xiàn)3D打印的構(gòu)件
層厚可調(diào)
對(duì)于某些復(fù)雜構(gòu)件
不適用等厚度切片
比如,項(xiàng)目中門(mén)房打印部分的
大尺度曲面懸挑預(yù)制構(gòu)件
雖仍采用平面切片
但打印面傾斜角度需要逐漸增大
以實(shí)現(xiàn)特殊構(gòu)造
兩種切片方式涉及的“非均勻?qū)臃e”打印技術(shù)
突破了混凝土等層厚打印的技術(shù)瓶頸
讓打印“畫(huà)筆”的路線(xiàn)、粗細(xì)更自由
變速打印
“力道”和“速度”
不斷調(diào)整材料擠出的“力道”和“速度”
將童話(huà)故事里馬良的“神筆”變成現(xiàn)實(shí)
服務(wù)我們的美好生活
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