详细的混凝土外墙与工业3D打印。Voxeljet公司的砖块

在金属铸造行业,模具和型芯的3D打印几乎已经成为普遍现象。混凝土浇注方面的情况有些不同,但这种情况即将改变。这是因为模板元件的3D打印具有相当大的潜力,特别是在生产复杂的、结构化的和详细的元件方面。voxeljet公司的石头展示了当你把3D打印、混凝土铸造和建筑创意结合起来时,会有什么可能。

你可能会认为是几个石匠花了几个月的时间用实心石料雕刻出来的–但它的背后是一种非常不同的制造技术:最先进的3D打印。

而不是从固体中取出材料,复杂的形式被打印出来,随后用液体混凝土填充。因此,该艺术品将最新的塑形技术与最先进的高科技混凝土相结合,是建筑和施工中前所未有的应用基础。除了传统方式难以形成的复杂弧度外,3D打印还特别适用于整个混凝土外墙或单个外墙元素。

3D打印作为一种增材制造工艺,几乎每天都在征服各种行业的新应用领域。走在最前面的是:voxeljet作为工业3D打印机的领先制造商。到目前为止,金属铸造厂一直是Voxeljet所提供的工艺的主要用户。这是因为3D打印可以在最短的时间内用沙子生产出高度复杂的模具和型芯,而且精度高。用户可以节省整个工作步骤,如设计昂贵的模具工具,因为生产3D打印的砂模和砂芯只需要一个CAD文件。然后Voxeljet服务中心按要求生产这些模具。

voxeljet公司石材背面的CAD数据。

打印过程:从CAD文档到完工的真实物体

最初只是CAD设计文档。为了充分利用3D打印的优势,voxeljet选择了混合制造,结合打印模型和传统元素。复杂的部分,标志石的前面部分交由3D打印来完成。简单的几何形状,如直线型表面,则用传统木模。

voxeljet公司标志石的主要复杂部分在于从岩石结构上凸显出来的logo。利用 3D打印的手段,可以实现无限自由的设计,即使是带有倒扣和有意为之的凹凸几何结构也毫不费力的予以实现。voxeljet市场应用总监Tobias King说:“公司标志石的浇铸案例,足以证明我们可以生产出用传统铸造手段无法实现的几何结构。

打印初始,CAD文档加载到打印机系统中,模型被一体打印成型。标志石的模型在voxeljet VX4000的打印机上进行,仅一个晚上的时间就完成所有的打印任务。VX4000是目前世界上最大的工业级3D打印系统,成型尺寸为4x2x1m(LxWxH)。在VX4000的平台上铺设一层仅为300μm层厚的砂子,之后打印头有选择性地喷涂粘结剂。打印任务结束之后,去除未粘结的砂子并用压缩空气进行吹扫。 在准备混凝土浇铸之前,我们将模型浸入PU胶中用于封闭孔隙同时密封表面。

在打印的logo固化之后,Dade Design的第二步就是浇铸剩余的石块。为了实现这一目的,混凝土浇铸人员采用了自密实混凝土UHPC(超高性能混凝土)。大约20个小时后,混凝土完全硬化,之后就可以小心的将模型取下。模型取下后,标志石基本上就呈现出了和打磨之后一样的品质。在最后的抛光阶段,Dade Design的员工将之称为给混凝土化妆,抛光后的石头表面均匀光滑。混凝土铸造的第一次测试结果就令人惊叹。3D打印机制造商voxeljet通过最先进的3D打印技术和高端工艺拓宽了传统铸件的视野。“在过去的建筑中,那些不可思议的事情现在都可以通过3D打印和特殊研发的UHPC混凝土的结合来实现”Keel补充道。现在这块带有voxeljet logo的标志石目前就摆放在voxeljet行政大楼的入口处。

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