由中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、南方日報共同主辦,佛山市,南海區(qū),大瀝鎮(zhèn)三級政府支持的第五屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會于2018年6月17/18日在佛山大瀝成功舉行,來自國內(nèi)外900多位代表出席大會,并就3D打印重新定義制造業(yè)這個主題展開熱烈討論。下面有請澳門大學(xué)的李宗津教授為我們帶來建筑3D打印的分享。
我們說隔行如隔山,我們3D打印也是一樣。首先建筑物的體型是巨大的,而且往往有些形狀也是非常復(fù)雜的,形狀復(fù)雜是非常適合用我們的3D打印。特別是在我們國家來講,基建工程一直是我們經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個火車頭,在過去這么多年一直靠投資來引領(lǐng)的,所以說我們國家的基建建設(shè)規(guī)模非常大。而且在今后的幾十年還會持續(xù)不斷地進(jìn)行發(fā)展。
我舉幾個例子,我們的京滬高鐵上面很多大型混凝土構(gòu)件。這是三峽建立的船閘,3D打印的效果非常好,一層一層地把整個船閘打印出來了。這是港珠澳大橋。我講這些主要想講的是,國家的基建建設(shè)量大,而且用的材料多。材料多到什么程度?我們每年要花70億噸混凝土,跟我們每年吃的糧食、喝的水總和還要多,從這里可以看出來建筑材料的量特別大。現(xiàn)在超高強的混凝土強度可以和一般的鋼鐵相媲美了。
接下來說一下過去的所謂2D打印即擠壓技術(shù)。它和3D打印有很多相似之處,需要有很好的材料,比如需要均勻和強有力的擠出力,還有模具制造等等。這是我在香港科技大學(xué)20年以前就開始的一個工作,當(dāng)時我們建造了擠壓實驗室。這是我在美國西北大學(xué)的導(dǎo)師,另外和工業(yè)界聯(lián)合開發(fā)一些產(chǎn)品。這是我們利用擠壓法開發(fā)出來一些產(chǎn)品,我們還開發(fā)一些新型產(chǎn)品。另外我們也做一些擠壓生產(chǎn)線,我的一個學(xué)生畢業(yè)以后在美國做了一些事,它的生產(chǎn)速度確實非常快。由于我們有這么多擠壓工作的經(jīng)驗,所以后來接觸3D打印以后,我們在香港科技大學(xué)率先進(jìn)行了土木工程3D打印。
目前來講,3D打印在建筑工程當(dāng)中的應(yīng)用發(fā)展還不是特別快,主要以擠壓混凝土漿體技術(shù),通過一個擠壓頭,通過層層鋪設(shè)來打印一些樣品。最早可以追溯到1997年,2003年在英國3D打印開始在建筑方面應(yīng)用。大家可以看到,從尺度上來講,我們這個尺度比較大,另外對于粉末的要求也沒有那么高。在美國最早等高線打印的方式是南加州大學(xué)的一位伊朗教授,目前他還要和美國航天局合作,實現(xiàn)在月球上打印。
我們在香港科技大學(xué)打印主要是從材料硬件和軟件一起進(jìn)行開發(fā)。材料方面,我們主要是運用了氧化鎂、磷酸鎂系統(tǒng),可以很快地形成膠黏,所以特別適合3D打印,而且強度也比較高。這是我們在香港科技大學(xué)開發(fā)的,可以看到還有一個碾壓的過程。我們做完以后,深圳有一家公司對這個比較有興趣,我的博士生畢業(yè)以后也很愿意創(chuàng)業(yè),所以我們聯(lián)合這個公司繼續(xù)進(jìn)行3D打印方面的開發(fā)。這是深圳公司通過擠壓頭開發(fā)的,我們的優(yōu)勢在于材料,3D打印在打印過程中在出來以前需要保持它的流變性,但是出來以后就需要成型程度比較好,我們能夠滿足兩個要求。這是打印出來的樣品。我們在西班牙、瑞士都打印出來了一些。我覺得對于我們3D打印來講,你成立一個公司,最起碼是能夠活下去,在建筑3D打印當(dāng)中,如果說我們專門去打印一個結(jié)構(gòu)構(gòu)件目前來講還不成熟,但是3D打印的優(yōu)勢是可以打印比較復(fù)雜的形狀,類似于建筑的裝飾品和建筑藝術(shù)品它的增值比較高,而且又能夠充分發(fā)揮3D打印的優(yōu)勢,所以我們下一步的主攻方向就是建筑的藝術(shù)品和建筑的裝飾品,這個公司能夠活下去了,我們再繼續(xù)開發(fā),繼續(xù)打印結(jié)構(gòu)構(gòu)件,實現(xiàn)以后我們至少可以實現(xiàn)建筑物的部分構(gòu)件打造。我們希望以后能夠利用3D打印技術(shù)把風(fēng)力發(fā)電的部件打印出來。希望把我們的這個3D打印走進(jìn)各種各樣的不同行業(yè),使它發(fā)揚光大,最后進(jìn)入到我們生活的每一個部位。
謝謝大家!
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