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3D打印的模板让快速生产土木工程和建筑的复杂混凝土构件成为可能

建筑物的修复过程常常面临最困难的挑战
      盖格集团(Geiger Group)在德国南部肯普顿(Kempten)对一幢历史建筑进行翻修时,发现自己陷入了这样的境地。盖格成立于1923年,专注于房地产开发、建筑、土木工程等领域。这次修复,是将旧啤酒厂改建为办公室和活动场所,是该集团每年进行的众多建筑项目之一。他们面临的挑战是,在保留令人印象深刻的原始美感的同时,更换这处房产上的5个大型石制窗框。在替换这些石砌窗框时,盖格可以考虑两个标准选项。传统的方法是石头砌筑。这是一项高技能的活动,可以产生精美的结果,但是它需要时间和成本。第二种选择是用树脂涂层的泡沫模板浇注混凝土。该模版的深度意味着不可能将单个泡沫块磨成所需的形状,使用多个泡沫块生产将增加成本并延长持续时间。这种方法的一个更普遍的缺点是所涉及的毒性和浪费。

 

    由于项目进度紧迫,Geiger联系了NOWlab@BigRep,探索第三种选择。NOWlab是BigRep内的研究和创新中心,它不断地为定制化的工业应用案例寻找扩大和定型增材制造的新方法。NOWlab的专家团队使用先进的、专利所有的生产方法和流程开发自定义的工业应用解决方案。作为研究领域的重要参与者,NOWlab正在引领BigRep探索工业制造和产品未来的征程。


制作流程
      在讨论了可能性之后,NOWlab和Geiger同意在窗户上进行合作,并通过以下过程制造。
Geiger为NOWlab提供了包含窗口框架的完整规格的CAD文件。NOWlab用这些文件生成了铸造模板的数字模式。然后用SIMPLIFY 3D打印软件创建了G-code文件,再在BigRep ONE上打印模板,利用它的1个立方打印体量的优势,一次性打印完成了这个工作。打印出来的模板,由BigRep的生物降解的PLA3D打印机熔丝材料制成,然后被送到制造商处,铸造混凝土截面。窗框的装配直接在施工现场进行,用不同的打印部分进行装配,然后进行了成功的总装。在本例中,客户提供了CAD文件,而在另一个场景中,NOWlab可以制作这些文件,或者从零开始创建,或者对模板片段进行3D扫描。Gaiger估计,使用NOWlab的3D打印工艺生产窗框元件的成本要比使用石匠低50%,而相比使用树脂泡沫浇铸生产窗框元件的生产时间要短45%。Gaiger还能大幅减少项目所需的人力资源。而且高质量地完成工作,这真是为Gaiger设计的完美3d打印解决方案。

用于未来的产品
      随着时间的推移,Gaiger和其他人似乎可能会越来越多地采用这些方法进行翻修。然而,翻新只是应用基本技术的一种方法。NOWlab正在为未来的建筑施工结构件,开发基于3d打印的混凝土浇铸工艺。用于建筑立面和承重结构件的创作。随着测试项目的进行,NOWlab正在申请一项专利,用于生产3d打印模板。3D打印带来的生产速度更快、成本更低、更加环保等优点也同样适用于这些应用。然而,随着新产品的出现,3D打印的灵活性也释放了巨大的设计潜力。我们可以期待在设计中将不受现有约束,精心设计新的表面纹理、外观形式和结构特征。通过这种方式,基于3d打印技术的混凝土浇铸为建筑设计和结构设计提供了一个不同的前景——这既适用于Gaiger这样的修复项目,也适用于前沿的建筑设计。BigRep ONE正在帮助这一愿景迅速成为现实。