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荷兰工程师尝试钢材料3D打印技术

作者:华体会app 时间:2021-05-31 12:32
本文摘要:二零一四年6月24日,西班牙的一个技术工程师精英团队迫不得已遭遇新的挑戰,她们已经为海牙的一个灯光效果项目设计预应力张拉总体结构,可是全部结构和电缆线包括的盘根错节互联网导致结构中肆意不会有着斑点状连接和相近结构视角。

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二零一四年6月24日,西班牙的一个技术工程师精英团队迫不得已遭遇新的挑戰,她们已经为海牙的一个灯光效果项目设计预应力张拉总体结构,可是全部结构和电缆线包括的盘根错节互联网导致结构中肆意不会有着斑点状连接和相近结构视角。这意味著全部顺利完成印射的节点结构件设计方案在造型设计上彼此之间全是有差别的--换句话说,1200个联接件没一个样子是不断的!您能够想像,这类状况下劳动量可感慨有点儿大,Arup工程设计公司在阿姆斯特丹公司办公室的高級室内设计师(技术工程师)Salome Galjaard如是说。该精英团队拚命工作中,竭尽全力把每一个联接件的造型设计一一执行,最终顺利完成了对承包单位的1200个构件产品造型设计的交由生产制造。

但新项目完成后,全部精英团队刚开始自我反思,在未来否能够应用逐步接合生产工艺--也就是大家常常说道的三维打印机,来顺利完成上述所说情况的新解决方法?大家确实之后这类状况很有可能更为多,因此 为何不就这个问题大力开展一个內部科学研究呢?是否更优的方法来比较慢大批量生产这类有部分差别的很多构件?Galjaard说道。混泥土的三维打印机仍然正处在初期实验情况,可是在建筑行业本质上早就正处在领跑了。科学研究工作人员早就用三维打印机顺利完成了相近曲线图的板形、简易雕塑作品、乃至中小型总体结构的实验。目前为止三维混泥土复印机乃至几个基本上各有不同的搭建方式已经即时产品研发。

在其中之一便是根据在混泥土与沙石及高聚物的相近热塑性树脂上喷漆金属催化剂来搭建。另一个搭建方式是在早就成形的混泥土层上以后压上架的滑混凝土。

插图1:一个新项目上务必1200个应用传统式机械加工生产制造的零件,每一个零件的造型设计全是独一无二的。这一新项目勾起了技术工程师们针对逐步接合生产工艺的发展方向。

插图2:这一讨人喜欢的三维打印机构件完成了加工过程的最少高效率提升,而不是为了更好地好看。金属材料和钢原材料的逐步接合技术性基本上各有不同。Galjaard表明了现阶段已经实验的方式,将一层十分厚的合金粉末放置于周长40CM正方体的内腔中。根据一束激光器对粉末状进行自然光,依据电子计算机实体模型中设计方案好的方向进行部分制冷,接着大大的重进更为多粉末状并预兆激光器自然光。

每一次激光器自然光以后,不仅不容易溶化合金粉末,只是连早就成形的下一层金属材料一起制冷溶化,直至上下一层的溶接彻底顺利完成。制成品成形后从内腔内放进,而剩下的粉末状将被多次重复使用,依据其秘方还能多次重复使用10到100次。最终多次重复使用使用率是受到限制的,即便 绵软的粉末状没必要被激光器自然光过,也由于在生产制造腔中加温霉变而没法反复用以。

航天航空早就是该技术性的先行者,作为避免 在斥资昂贵的高韧性轻形原材料在生产制造中的消耗。我们的挑战是找寻怎样设计方案这类商品的方式,Galjaard回忆道。大家想应用最开始设计方案的节点构件造型设计随后必需复印机,由于这种详细时尚造型师为了更好地传统式生产制造制作工艺而设计方案的。

因此大家从手稿刚开始,应用新的初始条件,试着界定节点构件的作用重要性,随后想起能没法找寻可靠性设计计划方案。精英团队从最基础的內容刚开始:构件节点作用到底是啥?是怎样承受力的?精英团队必须从许多 位置除去作用不必要的原材料。

可是逐步接合生产工艺的关键是在内腔上边造成必须承受力的水准表层。这务必精心策划和精确的烘托方向合理布局。自然我们可以复印机出有一切样子,可是有可能经常会出现复印机出去的烘托结构在复印机顺利完成后务必除去的状况,Galjaard说道。

精英团队要想竭力避免 这类后处理工艺的状况,尽量用一次成形的方式搭建够聪明伶俐、够取得成功、够经济发展的改进方案。Galjaard说道,这一全过程是在仅次设计方案层面和逐步接合生产工艺中间衡量平衡的結果。针对大家技术工程师而言,怎样思想解放,避免 重演传统式机械加工制造加工工艺拘束的设计理念,是十分有趣的一次试着直至生产制造刚开始,全部精英团队才再一意识到好长时间无须不会受到传统式机械加工加工工艺的管束,能够享受支配权设计方案的巨大优点。那么多年至今,大家依然被传统式机械加工制造加工工艺(产品工件铣篦)监禁着Galjaard表明说道我强调三维打印机让我们带来了十分大的设计方案支配权,必须试着新一代生产工艺带来的仅次经济效益。

最终的构件节点造型设计十分古色古香,具有扫把一样的结构带著网状结构烘托廷伸到高层的服务平台结构。但全部精英团队并不充分考虑设计方案中的审美要素。大家没保证一切清理,本质上这一造型设计要比详细节点构件的多功能性强悍得多。

大家只在结构力学务必的方向放置了原材料(换句话说,全部构件没一丝不必要的原材料)Galjaard说道。虽然没充分考虑审美要素,她强调此项技术性带来的设计方案支配权提高了断构件的视觉效果感观。这很有可能导致结构力学结构的数据可视化。

从也许而言,我强调,这不容易对全部领域造成危害,换句话说,从设计方案层面之前大家显而易见没意识到的难题。很有可能将来的结构力学结构将不容易从外型上由隐秘结构变为由此可见结构。

Galjaard说道。从如今显而易见,精英团队对节点结构件的新的设计方案更为必需的結果是高宽比改动。

原形构件被设计方案为不锈钢板成形,由于生产商库存量中仅有这类不锈钢板材,因此 节点构件生产制造出去以后具体结构抗压强度比推算出来出带的适度值要大四倍。虽然节点构件的抗压强度没进行必需检测,科学研究工作组仍然根据三维打印机出去的钢丝进行了检测,結果超出预估指标值。虽然刚开始,显而易见超出了十分不错的結果,Galjaard说道。

可是在大家的确刚开始运用于此项技术性搭建初始结构的工程建筑以前,也有许多 管理科学的科学研究工作中要保证,也有许多 工作经验务必积累。现阶段,不锈钢板材漆逐步接合生产工艺仍然比传统式机械加工制造技术性要便宜得多。因而,Galjaard不强调该技术性必须短时间运用于很多的柱梁比较简单结构上边。

她强调变慢的运用因此在类似上文谈及的这类务必中小型简易结构件的运用于上。在工程建筑结构领域,务必生产制造互相相接的构件。如今大家必须完成当场很多各有不同样子构件的改装相接工作中,Galjaard说道。

该技术性获得了搭建所述各有不同结构商品的随意选择,促使一个构件商品搭建所有作用,一次成形,复印机才可。那样就能大幅度降低改装成本费,一方面结构件的总数提升了,一方面改装复杂性也降低了。更为多好处是加工过程中原材料很多节约,造成的构件更为轻柔,物流成本更为划算。

在一些新项目上,这种经济效益不容易带来更为多增加值,Galjaard说道。从认真观察构件的项目生命周期视角到达,虽然必需成本费還是居于出不来。但荐个事例而言,在结构新项目上,假如全部的节点都降低了净重,那麼全部结构的净重也大大的升高。

那样全部的构件都能看起来很轻柔很便宜,因而总体成本费不容易大幅降低,她补充说道。显而易见也有许多 要素务必充分考虑进去。

尽管如今还保证接近全盘考虑,可是大家强调针对合适的新项目来讲,该技术性确实有很高的合理性。Galjaard那样强调。从今天开始,Arup精英团队早就在第二个小规模纳税人新项目上架的设计方案节点构件,作为检测逐步接合生产工艺的应用性。

每一次都能让我们带来震撼。大家要是想到了,商品就能搭建。有可能一开始不容易说道不有可能!但快速就不容易寻找,为什么不那麼保证?这显而易见有点儿冒险的含意,Galjaard说道。

这十分振奋人心,可是也很有趣,尤其是技术性自身是怎样危害大家的思维模式。来过这儿的室内设计师和技术工程师都答复十分很感兴趣,她补充道。


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