科研混子
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第2章 3D打印?

慢慢悠闲了一上午,和师兄们一起在吃早餐附近的兰州拉面店里吃了个午饭,回到实验室里的自习室,师兄们熟练的将放在一边的床铺被褥铺开,准备进行午休,师姐也提着她的刚接满水的小水杯一蹦一跳的去楼下小屋里,铺床休息。

因为也是刚开始天天来实验室,这小小的自习室,暂时还没周杰午休的东西和地方。周杰只好坐在自己的位子上玩玩手机,困了就趴桌上休息会,正常休息到下午两点半,才开始下午的工作。

过了两点半没多久,周杰听到隔壁导师杭艳冷的声音:“周杰,你过来一下。”

“唉,杭老师,我来了。”周杰一路,小跑进导师的办公室,“老师,您找我。”

杭艳冷推了推脸上的眼镜,“你这整天喊着没方向,不知道干嘛的,前些天,我刚出差,看到了一个挺新鲜的方向,你要不要做?”

周杰一脸好奇“什么方向啊,老师您说看看呢。”

“3D打印,建筑3D打印。现在还是挺热门的,我这次去开会,发现不少学校都开始准备做,我也打算让你们也研究研究,现在想着让你先试试,你要不要做一下这个课题”杭艳冷递出一本书《建筑3D打印关键技术与应用》(相似的书是真有,但这里的书名是编的,别去搜了。)

周杰一听,心想‘3D打印?好像很高级的样子’,“我做,我对3D打印还挺感兴趣的。”

杭艳冷似乎是有点不放心,叮嘱道:“你是你们这一届,我第一个给方向的,你要是表现不好,我可就不给你做了,给其他人做了,还有这本书,是给你看的,你可不能给我弄丢了,。”

虽然,此时周杰,对3D打印还一无所知,更别谈建筑3D打印了。但不妨碍,他此刻头连点:“放心吧,老师,我会努力的,这本书,我也会保管好的。”

杭艳冷,看他这样,也没再说什么,只是让他带上门出去吧。

回到自习室,收拾好被褥的另一位师兄孙学信,过来问道;“怎么,老师给你确定方向了,是啥呀,是跟着我做UHPC,或者是你王师兄的泡沫混凝土,还是跟着你师姐做防腐阻锈?”

周杰嘿嘿一笑:“都不是,老师给了我一个新方向,叫建筑3D打印,师兄你听说过没,感觉还挺新颖的。”

“建筑3D打印?那是什么,不清楚,我还没怎么看到过相关方向的论文呢,应该是个新课题,你搜搜知网上相关的论文有多少,都下载下来,慢慢看,到时候看懂了,也给师兄我分享分享,给师兄我也开开眼界。”孙师兄带着对新鲜事物的小好奇对周杰说道。

“嘿嘿嘿,好呢,师兄,我研究研究。这边实验室没有学校的网,下载不了论文,我今晚回去就下,把论文都打包下载了,慢慢看看。我先看看这本书,看看书上是怎么讲的,著作上应该讲的更细更基础一点。”

带着些许好奇,带着些许期盼,周杰,翻开老师给的这本《建筑3D打印关键技术与应用》

“什么是3D打印?”书翻开的第一页,就对3D打印做了个介绍。

“3D打印是一种以数字模型为基础,运用粉末状金属或非金属材料,通过逐层打印的方式来构造物体空间形态的快速成型技术。被认为是第三次工业革命的重要生产工具。3D是“Three dimensions”的简称,其思想起源于19世纪末的美国,在20世纪80年代得以发展和推广,目前已被用于多个领域。”

随后是对建筑3D打印技术的解释。

“建筑3D打印技术,是将3D打印与建筑施工有机结合起来的一种新型的建筑技术。建筑3D打印的原理是首先将需要打印的建筑构件利用计算机进行模型分割,将三维的图形信息转化为打印路径以及打印速度的数字信息,再次将混凝土或砂浆拌和物通过输送系统泵送至打印头,最后通过建筑3D打印机依照预先处理好的路径在XYZ轴方向的行走,使打印材料逐层叠加,最终制备得到建筑构件”(——《混凝土3D打印技术及应用》)

“似乎,看明白了,又似乎没看明白,这些字都能看懂,怎么连起来就看不懂了”刚看了一会书的周杰,嘟囔着。

没办法,谁让这些话描述的东西是那么抽象,一会什么模型分割,一会又是什么数字信息的,就混凝土那边能看懂,泵送嘛,就是通过一个泵送装置,把混凝土或砂浆泵送到打印头,是一个输料过程。然后这个将材料逐层叠加又看不懂了,混凝土逐层叠加,它不会流嘛,不会塌了不会变形嘛?

带着疑问,继续往下看。

“从建筑3D打印技术的形式上来划分,主要有两种技术形式:由意大利Enrico Dini发明的‘D–shape’为代表的黏结沉降工艺。以及由美国南加州大学比洛克霍什内维斯教授提出的 Contour Crafting意思为轮廓工艺……”

“嗯,这边划分了两种技术形式,粘结成型就相当于在模具里先铺上一层沙子,然后控制喷嘴在相应的位置喷洒黏结剂,等固化后,再铺下一层,没有注胶的地方充当填充物,用来支撑铺上的下一层的砂子,通过一层一层的黏合叠加形成一个整体的东西,等最后一层的黏结剂彻底固化后,在把模具打开,把各层打印时没粘结的砂石清理出来。这么做,好像挺费事的。”看完两种技术形式的介绍,周杰,搁心里在那分析。

“至于轮廓工艺,这个工艺的特点是正常打印过程中,不需要使用模具,打印出来的建筑物轮廓,可以成为建筑物的一部分,这不就相当于是打印出来的永久模板了吗?这个形式,好像是更为实际一点。”

书上下面对国内外建筑打印的典型实例的介绍印证了周杰的分析。

“美国工程师打印的中世纪城堡、菲律宾的别墅酒店、上海那边的3D打印的中式别墅和庭院等等都是以轮廓工艺的形式进行的打印建筑。”

看到这些案例附带的图片,周杰的脑中对建筑3D打印又多了些概念。