全球首座整体建筑3D打印的实用桥在河南落成未知大陆-数字制造云平台

全球首座整体建筑3D打印的实用桥在河南落成

未知大陆发表于 2019-07-05

太空灰3D打印团队曾经整体打印一个小桥，当时实验的目的是体现建筑3D打印技术之难点：3D打印建筑不怕打大，就怕打印小的。随之不久，荷兰、日本、中国的著名大学等也都有以各种方式进行桥梁的打印，但是有的是打印模块进行拼装，有的只是打印桥的一部分，而没有真正意义上整体3D打印完成的等比例实用桥。基于此，太空灰3D打印团队正好应邀打印花园小区实用承重桥，借此机会，全球首座真正意义上的全部整体打印完成的3D建筑打印的中国实用拱桥就这样诞生了。

设计建筑模型

太空灰3D建筑打印团队利用AutoCad把这个孔桥设计了出来，并将模型导入太空灰自主研发的3D打印建筑控制系统中，对其进行打印参数设置和切片。

这个建筑模型最终的打印尺寸长5.5米，宽2.1米，高1.6米。打印材料是普通425水泥，加上骨料和钢筋，总重量约10吨左右，打印耗时为32小时59分钟。

设计的这个桥是三孔桥，按正常方式打印的过程中需要用到支撑材料。太空灰自主研发的支撑材料：质地硬、重量轻、打印出来之后可以瞬间凝结、易去除、循环利用；通过采用双挤出头打印技术，高效快速一次整体成型。

这次我们选择另外一种工艺方式，把桥侧立起立打印，需要用到支撑的时候，也采取另外一种打印工艺来实现。这也是得益于自主研发的太空灰3D打印控制系统和切片程序。

打印桥主体

桥的主体打印在对于已经趋于成熟的太空灰团队来说，技术实现上没有难度。设计之初，太空灰团队就把打印的这个桥定义为可以过人、过车、包括重型车等，完全是按照正常使用的桥来设计。所以打印时，需要布置大量的钢筋，控制程序中暂停功能，断点续打、以及可以随时调节打印速度快慢的功能都得以充分利用。

这次打印另一个达到的效果，就是可以连续打印而不受水泥凝固时间和打印高度的限制。水泥因其自身固有特性，其凝固需要一定时间，这个桥长5米多一点，每打印一层，时间只是几分钟，上一层没有凝固成型，形成不了支撑力，下一层就没办法打印。如果加入市面上常用的一些添加剂，虽然可能满足短时间内的需求，但最终会影响水泥本身的终凝效果。太空灰经过长期的实验，摸索出一套可以连续打印的办法。这次打印也通过验证达到预期，就是利用普通水泥就可以连续不停打印，不受时间和打印高度的限制。

太空灰3D建筑打印设备会根据其专用的控制系统，按照选定的切片方案，实时进行打印，打印的精确度是以毫米为单位，这在以大型设备著称的3D建筑打印上，是比较罕见的。3D打印控制系统是自主开发，功能项很丰富，可以根据需求和需要，在打印前，模拟打印的过程，选择最合适的打印方案。

打印过程中，也可以根据需要，随时调整打印速度、挤出量、调整打印方案。随时暂停，以满足布筋等需要。当中途临时有事，也可以终止打印，然后再次打印时，太空灰3D打印系统会很精确的定位上次打印的位置，精确到点，而不是层。一个个这些一个个看似普通的技术，在3D打印建筑行业，都是非常了不起的技术突破。

太空灰3D建筑打印项目还有很多细节做的非常到位，比如钢筋的放置工艺。有边打边放置，有打印后放置，也有打印中预留孔或洞，打印后下钢筋或钢筋笼，然后浇筑，最终目的就是为了满足建筑标准要求。这些动作看似简单，如果没有软件系统的配合，是很难实现上述行为的。通过打印的过程，就会了解到为什么太空灰3D建筑打印一直都备受瞩目，尤其是3D建筑打印行业内给予高度的关注。

整体效果

打印设备

本次打印桥所使用的就是下面这台建筑打印机，拥有巨大的体型和喷头，将水泥源源不断的通过喷头挤出，构建建筑体。这个打印设备尺寸是10米*5米*5米，是太空灰实验机。太空灰团队设计的设备最大尺寸是50米*15米*15米，可以根据客户需求进行定制。真正应用于市场的设备和现在的实验样机相比，外观和功能都有很大程度的改变。

太空灰3D建筑打印设备属于第二代3D建筑打印机，与第一代3D建筑打印机只能打印立面墙体相比，第二代打印机可以打印任意空间曲面。随着第二代打印设备的日趋成熟，太空灰3D建筑打印团队一定会继续引领世界3D建筑打印潮流，继续推动3D建筑打印行业向前发展！

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