提起建筑物中的承重结构,我们往往会联想到楼房中厚重的承重墙和高架桥下一根根圆柱形的水泥柱子,但是如今建筑业巨头企业拉法基豪瑞(LafargeHolcim)公司却通过3D打印这种数字化技术,打造了一根截然不同的承重水泥柱,这根形似大树的水泥柱的作用是支撑法国普罗旺斯地区一所中学操场上的屋顶。
拉法基豪瑞公司在全世界90多个国家拥有10万名员工,2015年的销售额达到300亿美元左右。拉法基豪瑞公司是全球最大的水泥生产商,拥有世界上最大的材料研发中心和1750项专利,其业务还涵盖了整个建筑领域。3D打印能够以高速度和合理的成本实现复杂建筑结构,这是吸引拉法基豪瑞将目光投向该技术的主要原因,拉法基豪瑞计划将3D打印技术应用在三个领域:高附加值建筑结构、个性化经济住宅、预制建筑构件的制造。
为了获得3D打印建筑方面的专业技术,拉法基豪瑞公司与法国大型混凝土3D打印系统生产商XtreeE结成了合作伙伴关系,伫立在法国普罗旺斯地区一所中学操场屋顶下的3D打印承重柱正是双方合作的成果。这个4米高 的3D打印承重结构件是在拉法基豪瑞设在法国里昂附近的研究中心里3D打印而成的,承重柱是空心结构,内部填充了一种高性能纤维增强水泥基复合材料Ductal,这也是欧洲首个3D打印的混凝土结构件。
XtreeE 成立于2015年7月,致力于通过咨询、制造和新技术来将数字技术融入到建筑与施工实践中。XtreeE有一支跨学科的团队,聚集了建筑、土木工程、材料科学和机器人技术领域的专家。XtreeE研发了一款功能性的3D打印建筑结构系统,该系统是一个包括3D打印混凝土材料、挤出材料的机器人和一款专门软件的综合解决方案,XtreeE在研发系统时分别与拉法基豪瑞、自动化公司ABB和软件公司达索进行合作。
据3D科学谷了解,虽然拉法基豪瑞打造的承重柱是欧洲首个混凝土结构件,但这并不是建 筑行业创造的第一个3D打印结构件,此前著名工程顾问公司奥雅纳,通过Altair的Inspire拓扑优化软件对一个钢结构件进行设计优化,优化之后的设计模型通过选择性激光熔化(SLM)3D打印技术一次性制造出来。通过拓扑优化和SLM 3D打印技术设计和制造的钢结构件不仅具有良好的力学性能,还使原本耗时费力的劳动密集型钢结构件制造工艺转换为数字化制造工艺。
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