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把握科技創(chuàng)新 提升3D混凝土打印技術(shù)
潘秀媚
溫州溫工工程機(jī)械有限公司
摘要: 據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，近年來我國房屋新開工面積總體呈增長趨勢，2021年房屋新開工面積達(dá)19.89億平方米，2023年的前兩年略有下降，預(yù)計(jì)本年度我國房屋新開工面積將回升至23.15億平方米。隨著城市化發(fā)展，傳統(tǒng)建筑業(yè)低效、高能耗、高污染日益凸顯，轉(zhuǎn)型升級矢在弦上。智能化3D打印建筑以其綠色、高效、全新技術(shù)的施工方式在我國方興未艾。隨著技術(shù)進(jìn)步，運(yùn)用3D混凝土打印技術(shù)的新型建筑與綠色建筑材料已深受業(yè)界關(guān)注。
1 引言
當(dāng)今我國面臨新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，以信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合為特征的智能制造模式正在引領(lǐng)整個(gè)制造業(yè)的深刻變革，3D打印作為制造業(yè)代表性的顛覆性技術(shù)是產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)向智能化制造轉(zhuǎn)型，日益受到人們的重視。
溫州溫工工程機(jī)械有限公司近些年來先后與上海同濟(jì)大學(xué)、西安交大、哈工大等多所高等院校以戰(zhàn)略合作形式，積極推進(jìn)我國應(yīng)用3D打印建筑技術(shù)。
應(yīng)用溫工3D混凝土打印輸送泵的“中國建筑技術(shù)中心”、“盈創(chuàng)”、”中建八局”、“”奧美瑞”“大界”等多家國內(nèi)知名智能技術(shù)開發(fā)企業(yè)的實(shí)踐證明不僅我國3D建筑技術(shù)方興未艾，而且日趨成熟，發(fā)展3D打印建筑勢在必行。
2 應(yīng)用意義
2.1 由溫工制造開發(fā)的3D混凝土打印輸送泵結(jié)合智能控制、精準(zhǔn)限位、油墨接受能力強(qiáng)，為3D打印建筑提供了可靠的技術(shù)條件，助推我國發(fā)展3D建筑技術(shù)進(jìn)入快車道起著一定的作用。
溫工 JP10ZN 3D混凝土打印輸送泵以鋰電池為電源，低壓微電動力、匹配充電樁，該機(jī)問世為改變我國建筑施工擺脫沿襲至今傳統(tǒng)的砌筑工藝將發(fā)揮積極作用。
JP10ZN 具有技術(shù)先進(jìn)，命令執(zhí)行反應(yīng)迅速、定位準(zhǔn)確、無偏移迭加、成型快捷、活動范圍擴(kuò)大。
2.2 近年來,3D打印建筑成為建筑產(chǎn)業(yè)的熱議的話題。3D打印技術(shù)為增材制造技術(shù),在計(jì)算機(jī)輔助下,把三維實(shí)體的制造轉(zhuǎn)換成二維層面的堆積和沿成形方向上的不斷迭加,最終制造出三維實(shí)體，具有工期短、效率高、綜合成本低等諸多優(yōu)勢。運(yùn)用3D打印技術(shù)的新型綠色建筑材料,深受業(yè)界關(guān)注。
3 工作原理
3.1 3D打印機(jī)根據(jù)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖紙完成三維數(shù)字化建模,并在設(shè)備控制和軟件開發(fā)中引進(jìn)智能化技術(shù),使3D打印更高效精確。在自動化的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)視覺識別輔助系統(tǒng)及多種傳感器,讓打印過程更智能化,通過視覺識別優(yōu)化，保證3D打印建筑能高效施工、外觀一致、尺寸精準(zhǔn)。
3.2 通過自動定位系統(tǒng),準(zhǔn)確定位鋼筋網(wǎng)片和其他裝飾構(gòu)件的擺放位置,減少人工干預(yù)、降低誤差。此外還利用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓客戶體驗(yàn)個(gè)性化定制建筑,改變了房地產(chǎn)“以產(chǎn)定銷”的模式.
4 產(chǎn)生效應(yīng)
依靠 3D打印技術(shù)的自動化、智能化,顛覆傳統(tǒng)的建造方式,掀起一場建筑革命:
4.1 大幅降低材料和人工成本,通過機(jī)械化智慧運(yùn)作替代繁瑣的人工操作,與傳統(tǒng)建造方式相比,不產(chǎn)生建筑垃圾,可節(jié)約建筑材料30%-60%,節(jié)省人工50%-80%。3D打印技術(shù)還可以在保留原有鋼筋梁柱結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上,預(yù)留管線門窗等,實(shí)現(xiàn)內(nèi)外裝飾一體化完整打印,縮短工期50%~70%,大幅降低建筑生產(chǎn)成本。
4.2 最大限度按時(shí)保證建筑質(zhì)量。全自動化的生產(chǎn)方式,摒棄了傳統(tǒng)的濕法操作,避免了人工作業(yè)的誤差,高質(zhì)高效。
4.3 便于建造異形建筑。傳統(tǒng)的建造方法是用磚頭砌壘,房屋整體形狀變化有限。而3D打印則可讓建筑形態(tài)隨心所欲,只要事先設(shè)計(jì)好造型和花紋,打印出墻體后就能拼裝。
5 結(jié)語
3D打印建筑不僅從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能、節(jié)約、綠色、低勞動強(qiáng)度,還最大限度的使用建筑再生資源,實(shí)現(xiàn)建筑材料循環(huán)利用。為大力推進(jìn)新型建筑工業(yè)化、智能化,促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，發(fā)揮了重要的引領(lǐng)性作用。
當(dāng)前,溫工正順應(yīng)時(shí)代進(jìn)步,利用智能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的大好機(jī)遇，堅(jiān)持創(chuàng)新主題,努力在3D打印建筑技術(shù)領(lǐng)域中下大功夫,努力爭取新的成績。