2019年7月5日，太空灰3D打印團(tuán)隊宣布，完成了全球首座真正意義上整體3D打印的混凝土拱橋，該橋長5.5米，寬2.1米，高1.6米。打印材料是普通425水泥，加上骨料和鋼筋，總重量約10噸左右，打印耗時為32小時59分鐘。
據(jù)悉，之前荷蘭、日本、中國的著名大學(xué)等也都有以各種方式進(jìn)行橋梁的打印，但是有的是打印模塊進(jìn)行拼裝，有的只是打印橋的一部分，而沒有真正意義上整體3D打印完成的等比例實用橋。此次，太空灰3D打印團(tuán)隊正好應(yīng)邀打印出了這座花園小區(qū)實用承重橋。
一、設(shè)計建筑模型
太空灰3D建筑打印團(tuán)隊利用AutoCad把這個孔橋設(shè)計了出來，并將模型導(dǎo)入自主研發(fā)的3D打印建筑控制系統(tǒng)中，對其進(jìn)行打印參數(shù)設(shè)置和切片。
這個拱橋最終的打印尺寸為：長5.5米，寬2.1米，高1.6米。打印材料是普通425水泥，加上骨料和鋼筋，總重量約10噸左右，打印耗時為32小時59分鐘。
從橋的紋路上可以看出，橋是側(cè)立起立打印，需要用到支撐。太空灰自主研發(fā)的支撐材料：質(zhì)地硬、重量輕、打印出來之后可以瞬間凝結(jié)、易去除、循環(huán)利用；通過采用雙擠出頭打印技術(shù)，高效快速一次整體成型。
二、打印橋主體
橋的主體打印在對于已經(jīng)趨于成熟的太空灰團(tuán)隊來說，技術(shù)實現(xiàn)上沒有難度。設(shè)計之初，就把打印的這個橋定義為可以過人、過車、包括重型車等，完全是按照正常使用的橋來設(shè)計。所以打印時，需要布置大量的鋼筋，控制程序中暫停功能，斷點續(xù)打、以及可以隨時調(diào)節(jié)打印速度快慢的功能都得以充分利用。
這次打印另一個效果，就是可以連續(xù)打印而不受水泥凝固時間和打印高度的限制。水泥因其自身固有特性，其凝固需要一定時間，這個橋長5米多，每打印一層，時間只是幾分鐘，上一層沒有凝固成型，形成不了支撐力，下一層就沒辦法打印。如果加入市面上常用的一些添加劑，雖然可能滿足短時間內(nèi)的需求，但最終會影響水泥本身的終凝效果。太空灰經(jīng)過長期的實驗，摸索出一套可以連續(xù)打印的辦法。這次打印也通過驗證達(dá)到預(yù)期，就是利用普通水泥就可以連續(xù)不停打印，不受時間和打印高度的限制。
再配合專用的控制系統(tǒng)，按照選定的切片方案，實時進(jìn)行打印，打印的精確度是以毫米為單位，這在以大型設(shè)備著稱的3D建筑打印上，是比較罕見的。
打印過程中，也可以根據(jù)需要，隨時調(diào)整打印速度、擠出量、調(diào)整打印方案。隨時暫停，以滿足布筋等需要。一個個這些一個個看似普通的技術(shù)，在3D打印建筑行業(yè)，都是非常了不起的技術(shù)突破。
另外，除了3D打印工藝本身之外，其他的工藝也要完美配合才行，比如鋼筋的放置工藝。有邊打邊放置，有打印后放置，也有打印中預(yù)留孔或洞，打印后下鋼筋或鋼筋籠，然后澆筑，最終目的就是為了滿足建筑標(biāo)準(zhǔn)要求。這些動作看似簡單，如果沒有軟件系統(tǒng)的配合，是很難實現(xiàn)上述行為的。
三、打印設(shè)備
最后，給大家看一下本次打印橋所使用的建筑3D打印機(jī)，其擁有巨大的體型和噴頭，將水泥源源不斷的通過噴頭擠出，構(gòu)建建筑體。這個打印設(shè)備尺寸是10米*5米*5米，是太空灰實驗機(jī)。設(shè)備的最大設(shè)計尺寸是50米*15米*15米，可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制。真正應(yīng)用于市場的設(shè)備和現(xiàn)在的實驗樣機(jī)相比，外觀和功能都有很大程度的改變。
據(jù)悉，這是太空灰第二代3D建筑打印機(jī)，可以打印任意空間曲面。隨著技術(shù)的日趨成熟，太空灰3D建筑打印團(tuán)隊將會繼續(xù)引領(lǐng)世界3D建筑打印潮流！
