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3D打印建筑模型的优势

更新时间: 2019-09-27 11:05:13  查看次数: 339    

       传统的钢材制造方法比较复杂,要经过多个工序完成,如果遇到结构比较复杂的结构体,例如异形结构体,就很难实现一体化了,得需要通过多个部件组合完成。多个部件组合,无论是焊接还是铆合据无法与一体化成型的强度相比较。英国的跨国工程公司ARUP曾经就在高难度的项目中利用3D打印技术制造结构比较复杂的钢结构部件。应用3D打印完成的钢结构件能明显的减少浪费的产生,究其原因是增材制造技术贡献的结果,它不像传统行业那样,要对钢材进行多次切削加工,存在很多的废料、回收垃圾。如岐管钢结构,在钢结构建筑物中比较常用,主要用于连接多向钢管的连接,这种结构如果采用传统做法一定是在各向管路连接处焊接而成,这样虽然可以达到同样的连接效果,但是焊接处的强度无法与一体化相比较。


       事实上国外已经有人通过3D打印技术为钢支架打印连接构件,通过使用增材制造的方式,可以更加高效率地制造大量复杂的设计独特的建筑构件,这家公司就是ARUP。通过这种方式产生的钢结构连接件,不存在一点多余的材料。为了体现3D打印的优势,ARUP公司的设计人员将连接件设计的非常复杂,在应力集中的拐角处设计了多个支撑结构,3D打印连接件,从结构上看存在很多细小的支撑,这个是传统行业根本无法完成的。


       通过建筑业前期的一些常用模型进行分析,将模型进行详细分解,讨论每一部分应如何完成,通过研究可以得出以下结论:
  • 沙盘图模型中每一部分颜色各异,可以考虑使用FDM技术加以完成,利用此技术更容易实现颜色多样性的操作。沙盘图数据量庞大且尺寸较大,可以考虑将沙盘图中各个独立模型进行分开打印,然后进行组装拼接从而完成沙盘图的整体制作。根据沙盘图效果优先原则,采用比较简单的图片切割法代替复杂的STL三角面片数据切割法,从而简化程序处理算法,使得利用FDM技术打印建筑模型开发的门槛更低,有利于更多的3D打印公司来参与。
  • 地图信息的打印更适合采用3DP技术,打印的成品效果也更为理想。根据地图新打印的特点,将3DP打印机进行相对应的修改,总结地图信息中最为常见的海水、树木、山地和泥土颜色,将打印配色进行简化,根据实际的地理信息选择颜色打印,这样就使得打印配色程序更为简单且打印的时间更快。对于地貌特征,考虑将地貌的表面进行剥离打印,下层用沙土直接夯实从而减少打印层高,提高工作效率。
  • 对于建筑物前期建造的辅助支撑结构,设计一类经络化的歧管结构,将此结构与传统成型结构进行性能对比分析,分析了3D打印构件在复杂造型上的优势。针对于3D打印金属构件后期处理,引进航空领域的热等静压工艺进行改造,简化工艺流程从而找到了一种适合3D打印金属构件的处理方法和装置。