3D打印開(kāi)啟新時(shí)代，為橋梁建筑增添亮麗色彩

近年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外橋梁設(shè)計(jì)師一直在積極探索借助3D打印來(lái)建造橋梁的新途徑。經(jīng)過(guò)多年的不斷試驗(yàn)之后，2016年12月，世界上第一座3D打印橋在西班牙首都馬德里市的一座城市公園里正式揭幕。

自從第一座3D打印橋梁落成后，世界各國(guó)紛紛加快了3D打印前沿技術(shù)的研發(fā)速度，并借助3D打印技術(shù)建造完成了多座橋梁。面臨建筑界興起的3D打印熱潮，我國(guó)也從資金、政策等多個(gè)角度大力推進(jìn)3D打印在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。

近日，目前世界上規(guī)模最大的3D打印混凝土步行橋在上海智慧灣科創(chuàng)園落成，這標(biāo)志著我國(guó)3D混凝土打印建造技術(shù)取得了新的突破。據(jù)媒體報(bào)道，該橋梁工程的打印用了兩臺(tái)機(jī)器臂3D打印系統(tǒng)，共用450小時(shí)打印完成全部混凝土構(gòu)件。

此消息一經(jīng)傳出，就引發(fā)了業(yè)內(nèi)人士的廣泛討論，與傳統(tǒng)的建造技術(shù)相比，3D打印技術(shù)到底指什么？其在建筑領(lǐng)域具有哪些優(yōu)勢(shì)呢？實(shí)際上，3D打印是一種可以借助工業(yè)機(jī)器人、3D打印機(jī)等設(shè)備逐層重復(fù)鋪設(shè)材料層來(lái)構(gòu)建自由形式的建筑結(jié)構(gòu)的新興技術(shù)。通過(guò)逐層累積，最終能夠形成房屋、橋梁等建筑成品。

在實(shí)際的操作過(guò)程中，根據(jù)電腦上設(shè)計(jì)的完整的三維模型數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)運(yùn)行程序?qū)⒉牧戏謱哟蛴≥敵霾⒅饘盈B加，就可以將計(jì)算機(jī)上的三維模型變?yōu)榻ㄖ��?shí)物。例如，一個(gè)房子或者一群房子，即使每幢建筑形態(tài)各異、大小不一，都可以通過(guò)一個(gè)運(yùn)行程序來(lái)自動(dòng)構(gòu)建。

近兩年，很多國(guó)家都開(kāi)始采用3D打印技術(shù)來(lái)建造房屋和橋梁，這與3D打印本身所具有的多種優(yōu)勢(shì)是分不開(kāi)的。從總體來(lái)看，3D打印橋梁的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在環(huán)境友好、材料利用率高等方面。采用傳統(tǒng)工藝建造橋梁時(shí)，很多邊角料被隨意氣質(zhì)，造成了極大的浪費(fèi)，而采用3D打印技術(shù)，材料的利用率就得到了進(jìn)一步提升。

與此同時(shí)，3D打印不需要模板，定制型強(qiáng)，可塑性好，可打印出任何細(xì)節(jié)特點(diǎn)與復(fù)雜曲面、管道等部件，施工人員可以根據(jù)實(shí)際情況，在合適的時(shí)間采用相應(yīng)的材料進(jìn)行房屋或橋梁打印。3D打印就地取材的方式，也能極大地節(jié)省橋梁建造的成本，減少不必要的花費(fèi)。

此外，采用3D打印機(jī)等設(shè)備進(jìn)行橋梁建造可以有效降低傷亡事故發(fā)生的概率，大量節(jié)省人員勞工，從而將施工人員從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。值得注意的是，在建筑領(lǐng)域借助3D打印技術(shù)可以較大程度的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意，流暢的橋梁外形設(shè)計(jì)對(duì)于傳統(tǒng)加工手法來(lái)說(shuō)都是較難完成的，而3D打印在橋體設(shè)計(jì)及建造方面則具有較佳的表現(xiàn)。

雖然3D打印在房屋、橋梁等建筑過(guò)程中具有許多優(yōu)勢(shì)，但是目前該技術(shù)在建筑領(lǐng)域尚未大規(guī)模普及開(kāi)來(lái)，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)缺失、技術(shù)不夠成熟、專(zhuān)業(yè)人才缺乏等都對(duì)3D打印在建筑領(lǐng)域的實(shí)際落造成了一定的阻礙，3D打印橋梁的剛度、強(qiáng)度和耐久性等綜合性能也有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，3D打印橋梁將成為橋梁建造的一種重要方式。今后，3D打印橋梁在交通體系中扮演的角色也將越來(lái)越重要，未來(lái)3D打印橋梁有望在交通領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。

任何事物都具有兩面性，3D打印也不例外。我們應(yīng)該用一種辯證的、客觀的、發(fā)展的、理性的眼光來(lái)看待3D打印技術(shù)，積極改進(jìn)3D打印技術(shù)的不足之處、并充分挖掘3D打印本身所具有的優(yōu)勢(shì)。這樣做，將推動(dòng)3D打印在各領(lǐng)域應(yīng)用程度的進(jìn)一步深化。

來(lái)源：中國(guó)智能制造網(wǎng)