Formnext 2024展會發布：SEAM技術助力經濟高效大幅面建筑3D打印
時間：2024-11-19 10:08 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2024年11月18日，SEAM 研究中心的研究人員發布了螺桿擠出增材制造(SEAM) 技術的最新應用，重點聚焦在建筑領域的應用。此次開發的核心是 Epic3D 門戶打印機，打印系統能夠生產用于外墻模塊、圍欄和大門等應用的大幅面塑料組件。該技術采用連續沉積工藝和加固結構，可提供專為戶外建筑應用量身定制的耐用、耐候組件。
弗勞恩霍夫機床與成型技術研究所(IWU) 與Wirth & Co. GmbH合作，采用這種方法生產符合防火、防紫外線和防風雨標準的大型外墻單元。據研究團隊介紹，SEAM 技術解決了增材制造領域長期存在的挑戰，包括小型構建平臺的限制以及對緩慢、昂貴的基于長絲的工藝的依賴。通過采用顆粒作為打印材料，SEAM 能夠更快、更經濟高效地生產定制組件。
弗勞恩霍夫 IWU 計劃在Formnext2024貿易展上展示在 SEAM 技術方面的最新進展。在可持續纖維塑料復合材料部主任 Martin Kausch 博士的帶領下，研究團隊將與Metrom合作，在11.0 展廳 E38 展位和 11.0 展廳 C29展位展示他們的工作成果。
與會者將有機會探索基于顆粒的 3D 打印如何應用于建筑行業，包括外墻制造，以及重塑行業的潛力。Kausch 博士表示：“我們讓精致的設計變得經濟實惠。當然，在傳統制造中也可以實現外墻設計的個性化。但只有采用 SEAM 這樣的工藝才能實現成本效益。”
△新型門戶打印機 Epic3D 可實現大尺寸部件的增材制造。圖片來自 Fraunhofer IWU
SEAM 技術的定制化和多功能性
定制是 SEAM 的一大優勢，尤其適用于創建具有復雜紋理或獨特形狀的立面元素，例如公司徽標。此工藝使用經過改進的擠出螺桿將顆粒逐層熔化并沉積到構建平臺上。與纖維層壓和成型工藝等傳統方法不同，SEAM 無需模具，從而降低了成本和生產時間。使用預著色材料的能力也消除了額外的涂層步驟，從而簡化了整個流程。
通過與Metrom和1ATechnologies合作開發的三個系統擴展了 SEAM 的應用潛力。這些系統包括 Epic3D、METROM P1410 和SEAMHex。其中，Epic3D 以處理大幅面生產的能力而脫穎而出，并由 2 米 x 1.7 米的構建平臺提供支持。除此之外，METROM P1410 通過集成銑削等加工步驟帶來了額外的多功能性，擴大了應用潛力。
最后，SEAMHex 采用獨特的六軸并聯運動系統，提供高動態和運動靈活性，確保出色的定位和路徑精度。這種設計確保出色的定位和路徑精度，同時減少移動質量，從而實現中型部件的可靠高效生產。這些系統共同滿足了廣泛的制造需求，具有精確性和適應性。
Wirth & Co. GmbH 董事總經理 Florian Stöckel 強調了與 Fraunhofer IWU 合作對于增強 SEAM 工藝在建筑應用方面的重要性。他解釋說，Epic3D 門戶打印機在實現外墻建筑的新設計可能性方面發揮著至關重要的作用。
Stöckel 指出，此次合作的重點是優化各個方面，包括設計、材料和 3D 打印過程本身。他還強調，對Epic3D系統的投資代表著朝著使增材制造更適合生產建筑部件邁出了一步。
△SEAM研究中心：Epic3D（左下）、METROM P1410（中）和 SEAMHex。照片來自 Fraunhofer IWU
拓展建筑研究的前沿
除了 SEAM 之外，其他研究也強調了建筑增材制造技術的不斷發展。一個值得注意的例子是麻省理工學院(MIT) 和 Evenline 的研究人員研究了使用玻璃 3D 打印創建互鎖砌體單元的可行性。這項研究發表在SpringerNature上，重點介紹了與傳統方法相比，玻璃增材制造如何增強設計靈活性并降低工具成本。
△墻式結構的玻璃制造單元。照片來自麻省理工學院
MIT團隊使用 G3DP3 打印機開發了模塊化砌體單元，并測試了三種制造方法：全空心、打印鑄造和全打印。研究結果顯示，強度和表面精度各不相同，其中全空心單元的結構性能最高。根據研究團隊的說法，這項研究強調了玻璃增材制造在可回收、可持續建筑方面的潛力，盡管大規模應用還需要進一步改進。
此外，弗吉尼亞大學(UVA) 的研究人員通過將石墨烯納米片 (GNP) 摻入石灰石煅燒粘土 (LC2) 中，開發出了一種可持續的 3D 打印水泥基復合材料。在 Osman Ozbulut 教授的帶領下，這項研究提高了結構完整性和環境性能，僅用 0.05% 的 GNP 就將抗壓強度提高了 23%，同時提高了可打印性。
生命周期評估顯示，與傳統的水泥基混合物相比，溫室氣體排放量減少了 31%。項目由弗吉尼亞交通研究委員會聯合開展，將石墨烯增強型 LC2 定位為可持續建筑（尤其是交通基礎設施）的有前途的材料。
(責任編輯：admin)
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