全球3D打印技术情况介绍
印第an老斑鸠
2022年10月18日 09:51:15
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小编语


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2022年,被日本称为3D打印技术发展元年。大林组、清水建设、大成建设、前田建设工业等建筑公司已经开发出了自己的3D打印机和专用材料。

另一方面,在海外的一些3D初创公司,与建筑公司等合作开发技术,取得了一定的成果。

今天,小编带大家一起看看3D打印的材料、设备要求及目前全球行业情况吧~~~

3D打印机的材料及设备要求

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材料要求及发展现状

3D建筑打印机常使用水泥材料。打印机层叠路径有一笔成型和联动控制打印两种,其打印材料要求较高:打印所用砂浆在泵送时须具有高流动性,喷出后粘度需防止崩塌(触变性),并在短时间内凝固成型,且不会在上层材料的重压下坍塌。若要稳定地进行打印,必须优化材料配方和打印机控制等。

目前,日本已经开发了专用材料并正在探索如何将其应用于土木工程和建筑,法国Saint-Gobain、瑞士Holcim和墨西哥CEMEX等大型制造商也正致力于开发面向3D建筑打印机的材料。

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设备情况介绍

3D打印机的类型主要分为以下两种:

①以工业机器人机械臂为基础的打印机。该种类型的设备易于控制,适合打印设计精细的结构。然而,一次可打印的尺寸有限,如果要建造大型结构,需要分段打印部件,然后再进行现场组装。

②门形打印机。设备适合在施工现场打印大型结构。与机械臂型相比,不擅长打印精细的设计。还有例如在起重机的前端安装喷嘴的3D打印机等类型。

3D打印作为新兴产业,其打印价格也随着打印建筑的尺寸大小而变化。一般市场打印费用十几万不等,但若打印大型项目,则价格甚至可以超过600万元。由于每个公司开发自己的打印机及材料,因此打印材料供货难也成为一大问题。

全球不少公司都相继开发3D打印设备,一些院校也纷纷加入研发,瑞士联邦理工大学苏黎世分校、荷兰埃因霍温理工大学、代尔夫特理工大学等也正在研究数字化建设和生产。

全球建筑3D打印机的行业情况介绍

以下主要列举了自主开发3D建筑打印的初创企业33家,其中亚洲和大洋洲8家、欧洲16家、美洲9家(不包括从其他公司引进3D打印机开展住宅项目等的企业)。具体情况请左右滑动下方内容查看。

 

亚洲&大洋洲

欧洲

美洲

位置:中国

企业名称:WinSun

一家从事水泥材料3D打印机的中国企业,研发3D打印技术的新型绿色建筑材料等。

         


位置:日本

企业名称: Polyuse

正在开发一种门形水泥材料3D打印机。除了一个已经获得建筑许可证的仓库外,还建造了一个集水井。侧重于与大学和公司的合作。

         


位置:印度

企业名称: MiCoB 

基于印度理工大学甘迪那加尔分校的研究开发水泥材料3D打印机。

企业名称: Simpliforge Creations

开发手臂型水泥材料3D打印机。

企业名称: Tvasta 

2020年印度首次用水泥材料3D打印机打印了住宅


位置:阿联酋

企业名称: BESIX 3D

比利时建筑公司BESIX的一个分部。该公司于2019年在阿联酋迪拜建立了一个3D建筑打印机工作室。


位置:澳大利亚

企业名称: LUYTEN

用水泥材料3D打印机在墨尔本打印了住宅。正与新南威尔士大学合作开发用于建设月球基地的打印机。

企业名称: CNC Design

开发使用门形水泥材料3D打印机的名为Virtual Smart Factory(VSF)的解决方案。


位置:荷兰

企业名称:MX3D

金属类3D打印机的开发商。2021年在荷兰阿姆斯特丹的一条运河上建造一座钢制人行天桥。该公司正与竹中工务店合作。

         

企业名称: CyBe Construction

荷兰一家从事水泥材料3D打印机的优秀初创企业。日本会泽高压混凝土引进了CyBe Construction的打印机。

         

企业名称: Vertico

开发水泥材料3D打印机。使用瑞士化学产品制造商SIKA的砂浆等材料。

企业名称: Twente Additive Manufacturing

提供水泥材料3D打印机,主要面向住宅。


位置:意大利

企业名称: WASP

正在开发一台起重机形状的大型3D打印机。主要特点是使用天然材料(粘土、秸秆等)。该公司经常出现在热门话题中,例如,在迪拜为迪奥印刷快闪店等。

         


位置:丹麦

企业名称: COBOD International 

过去3年交付了30台以上名为BOD2的门形大型水泥材料3D打印机。由德国模板制造商PERI集团出资。日挥集团也在引进了该打印机。

         

企业名称: WOHN 

旨在以废塑料和废玻璃为原料印刷小规模住宅的初创企业。


位置:法国

企业名称: XtreeE

开发水泥材料3D打印机。日本Kurabo公司已引进。承接了40m长人行天桥的设计、施工订单。

         

企业名称: Constructions-3D 

提供能够在建筑工地打印的水泥材料3D打印机,价格超过6000万日元。基地机器是小型起重机。


位置:芬兰

企业名称: Hyperion Robotics

公司成立于2019年,从事水泥材料3D打印机的初创企业。重点通过废物回收减少二氧化碳排放。


位置:德国

企业名称: Aeditive

一家成立于2019年,开发和销售手臂型水泥材料3D打印机的企业。该公司打印钢筋混凝土结构的方式是,在不使用模板的情况下,通过将混凝土喷射到钢筋上并用铲子使其成型。

         


位置:奥地利

企业名称: Concrete 3D

水泥材料3D打印机制造商,专注于打印外墙。


位置:塞尔维亚

企业名称: Natura Eco

除了门形和吊车型之外,还在开发名为G.O.L.I.A.T.H.的巨型水泥材料3D打印机。


位置:斯洛文尼亚

企业名称: BetAbram

提供用于打印房屋的门形水泥3D打印机。


位置:瑞士

企业名称: MOBBOT 

与挤压材料层叠成型的水泥材料3D打印机不同,采用的是高速喷涂混凝土的方式。


位置:英国

企业名称: Ai Build

主要以航空航天和汽车为目标。在软件方面更具有优势。


位置:美国

企业名称:AICT

正在开发一种基于手臂型水泥类3D打印机。该公司在砂浆中混入纤维以增加抗拉强度。

         


企业名称: Mighty Buildings

使用在紫外线下会变硬的特殊材料(LSM)打印模块化墙板,再组装成房屋。

         


企业名称: Branch Technology

拥有一项使用碳纤维增强塑料打印格子的技术。通过该技术可在印刷成自由形状的格子的空隙中填充隔热材料,对表面进行精加工,用于建筑外包装材料。

         


企业名称: Al SpaceFactry 

通过用玉米等开发的可生物降解材料打印建筑物,减少废弃材料。2019年在美国宇航局( NASA )的火星住所建设比赛中获胜。


企业名称: SQ4D 

以约30万美元的价格出售了一座水泥材料3D打印的房子,引起了热议。


企业名称: Contour Crafting Corporation

由3D建筑打印机的先驱、美国南加州大学的巴罗克·霍什内比斯教授创立的企业。


企业名称: Black Buffalo 3D 

在一家名为HN (旧现代BS&C )的韩国企业旗下,开展3D打印机业务。


企业名称: ICON 

美国得克萨斯州奥斯汀市正在进行一个项目,利用名为Vulcan的30台打印机建造100所房屋。


企业名称: Apis Cor

在迪拜印刷了世界上最大的总面积640㎡、高9.5m的建筑物。

         


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技术展望

3D建筑打印不仅可以降低成本,缩短工期。作为一种为外观设计和建筑物结构开辟新可能的工具,也备受瞩目。因为不需要建筑模板,所以很容易实现大量使用空洞和曲面的设计。

   
清水建设打印的不规则支柱    

除此之外,3D打印机还能塑造出结构合理性高、材料使用量最小的形状,减少水泥等材料的使用,减少二氧化碳排放。

不过,3D打印也有难以对向上伸出的结构进行造型的缺点。目前,各方正在研究符合3D建筑打印机特点的设计方法(DfAM,Design for Additive Manufacturing的缩写),并为此目的开发工具。      
   

大林组打印的长椅

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