文档介绍：建筑与3D打印
——3D打印技术在建筑业的发展现状分析
01
3D打印概述
02
建筑实例
03
现状分析
目录
、特点
、应用
1.“轮廓工艺”
3.“”
“运河屋”
建筑与3D打印
PART1. 3D打印概述
3D打印(英语:3D printing),即快速成形技术的一种,它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
01
02
03
第
三
次
工
业
革
命
18世纪60年代,蒸汽机的广泛使用引发了第一次工业革命。
发电机和电动机的发明和使用,成为第二次工业革命的突出标志。
2012年4月,英国著名财经杂志《经济学人》报道称“3D打印将推动第三次工业革命”。由此,3D打印技术被称为“具有工业革命意义的制造技术”。
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创新触发期
根据2013年7月的3D打印技术曲线成熟度(Hype Cycles)报告,技术成熟曲线分为五大阶段:创新触发期(Innovation Trigger),期望膨胀期(Peak of Inflated Expectations),泡沫化的谷底期(Trough of Disillusionment),稳步爬升的光明期(Slope of Enlightenment),实质生产的高峰期(Plateau of productivity)。由图可知,个人级3D打印技术正处于期望膨胀期,而企业级3D打印技术已经步入稳步爬升的光明期。
期望膨胀期
泡沫化的
谷底期
稳步爬升
的光明期
实质生产
的高峰期
+
-
成型原理对比分析
3D打印技术(加法)
A
传统机械加工(减法)
B
3D打印技术,学术上又称“添加制造”技术,也称增材制造或增量制造。3D打印将三维实体变为若干个二维平面,通过对材料处理并逐层叠加进行生产。
传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品
3D打印机技术在原理上并不复杂。与传统制造业在材料上做减法不同,它奉行的是加法守则。要打印一个东西,你首先要有一张3D立体图,配套的软件会把这张图上的物体进行一系列数字切片,并将切片信息传送到打印机,打印喷头立刻启动,根据切片信息,一层层极薄地堆叠出立体物件。
3D打印的原理
01
数字制造
借助CAD等软件将产品结构数字化,驱动机器设备加工制造成器件:数字化文件还可借助网络进行传递,实现异地分散化制造的生产模式。
02
降维制造
即把三维结构的物体先分解成二维层状结构,逐层累加形成三维物品。因此,原理上3D打印技术可以制造出任何复杂的结构,而且制造过程更柔性化。
03
堆积制造
“从下而上”的堆积方式对于实现非匀致材料、功能梯度的器件更有优势。
04
直接制造
任何高性能难成型的部件均可通过“打印”方式一次性直接制造出来,不需要通过组装拼接等复杂过程来实现。
05
快速制造
3D打印制造工艺流程短、全自动、可实现现场制造,因此,制造更快速、更高效。
3D打印的特点
3D打印机分为民用级(个人级),工业级(企业级,专业级,生产级)
只能打印单色物体,同一台打印机不能更换耗材
价格:最便宜的几千~几万元不等(有国产和进口区分)
材料范围:尼龙,塑料,树脂等少数可塑性材料
打印速度:手掌大模型需打印几十分钟~几个小时(根据模型复杂程度)
打印机体积:普通桌面可放置
操作难度:操作简单,需三维设计人员操作
民用级3D打印机
可以直接打印混合彩色物体
价格:上百万元
材料范围:金属,陶瓷,塑料等常见材料
打印速度:可高速批量打印
打印机体积:体积较大
操作难度:操作复杂,需培训专业人员操作
工业级3D打印机
眼下3D打印机有两种类型,一种是堆叠法,一种是烧结。原理基本都是多层分片打印,而堆叠和烧结只是成型技术的区别。堆叠只能成型塑料、硅之类的材质,对固化反应速度有要求,而烧结可以利用激光的高温对金属粉末进行处理加工出金属材质的东西出来,实体可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。
3D打印机的分类
航空
航天
汽车
制造
3D打印的应用
医疗
牙科
电子
产品
科研
教育
脱蜡
铸造
建筑
零部件
产品
造型
服装
鞋帽
玩具
模型
珠宝
首饰
食品
电影
3D打印与建筑
由下表可知,3D打印在建筑业的应用尚未形成规模。而在现实生活中,3D打印主要应用于建筑装