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“3D 建筑打印之父”入選美國工程院院士——建筑打印漸入佳境!

2019-03-05 12:18:08    來源:搜娛網(www.pftxgs.live)    編輯:

美國國家工程院(NAE)上月公布了新晉院士名單。美國南加州大學工業與系統工程布洛克 .霍什內維斯教授(Behrokh Khoshnevis)因為他對制造、建筑以及 3D 打印應用領域做出的突出貢獻,成功入選為美國國家工程院(NAE)院士。

院士——是國家設立的科學技術方面的最高學術稱號和終身榮譽,美國和中國一樣,都分別設有國家科學院院士和國家工程院院士。美國工程院院士是授予那些在工程領域內從事研究、實踐和教育并做出卓越貢獻的學者的榮譽。院士隊伍每年會增加新成員,美國新院士只能由現任院士內部提名,評選過程全程保密,候選人甚至在公布前都不知道自己被提名。(備注:美國沒有對院士設定特定的標準,而是觀察分析在某一領域所做出卓越貢獻后,才能被提名評選,所以,這份榮譽實質榮歸)

圖為 Behrokh Khoshnevis 教授

圖為 Behrokh Khoshnevis 教授發明時間節點與其他的發明

布洛克教授被稱為世界 3D 建筑打印之父,他在 1997 年便提出用 3D 打印技術來制造建筑物的方案,并將該技術命名為 ContourCrafting(輪廓成型工藝),用加載 3D 打印系統的大型機械裝置直接打印建筑物。該技術在 2006 年被美國的 Modern Marvel 頻道評為全美當年最佳 25 項發明之一。輪廓成型工藝也因此在美國的科技領域受到的廣泛的關注。谷歌公司的能源部門計劃用輪廓成型工藝用于風力發電機的基建部分的打印(除發電機模組和葉片外),這樣可以在交通不便的偏遠地區建造風力發電站。美國太空總署(NASA)也資助輪廓成型技術的研發,計劃將 NASA 的探月機器人 Athlete 和 Contour Crafting 技術結合,實現在外太空進行無人建造。除此之外,引人矚目的超級高鐵(HyperLoop)項目也曾經將輪廓成型工藝作為超級高鐵基礎建設的備選方案。

輪廓成型工藝建造風力發電塔筒演示動圖

圖為輪廓成型工藝在太空打印房子的示意圖

輪廓成型工藝在太空打印房子的演示

輪廓成型工藝之所以受到眾多科技巨頭的青睞,是因為它是新穎的想法和成熟的技術完美結合。系統通過計算機自動控制快速建造系統,它以傳統工藝的20%的成本,在非常短的時間內(如 24 小時),直接把計算機里設計好的建筑模型打印成實際的建筑物。

輪廓成型工藝通過打印設備在建筑場地勾畫出一個整體的輪廓、線條;然后逐層打印,通過設計圖紙自動預留出門和窗戶的位置,然后蓋上第一層樓層板,并接著在樓層板上澆筑出第二層地面,最后完成屋頂、墻壁外部結構等細節部分。該工藝打印設備的結構方式采用龍門架式,在保證設備剛性的前提下大大降低設備成本,且便于拆裝,操作安全方便。運行方式使用軌道式,從而進行大面積建筑物打印,而且長度可通過導軌無限延伸。其采用heuristic算法優化噴頭的移動路徑,從而提升打印效率。

圖為輪廓成型工藝打印演示動圖

2017年 7 月的鈦媒體科技節,輪廓成型工藝進行了全球首次現場打印展示,此次展示充分體現了該項技術的特點,在有限的 2 天時間內,以極低的打印成本,打印了一座漂亮的城堡。在科技節舉辦期間,現場參展觀眾近距離的觀看了 3D打印流程,并了解輪廓成型工藝的打印設備。

更有趣的是現場進行了寓意‘創造’與‘顛覆’的行為藝術 ——“砸掉城堡”活動,打印完成后邀請現場小朋友來給城堡進行上色,并邀請當時全球最火游戲“憤怒的小鳥”的創始人 Peter 參與此次活動。

圖為鈦媒體科技節現場 3D 建筑打印城堡涂鴉活動

圖為打印城堡

圖為展會現場“砸掉城堡”活動

緊接著 2017 年 8 月在上海展覽中心現場,輪廓成型工藝再一次驚艷亮相,用建筑 3D 打印機完美打印出一座長 4m、寬 2.3m、高 2.6m 同比例縮小的上海展覽中心微模型,總耗時 15 小時。

上海科博會打印現場

圖為上海展覽中心建筑打印最終的成品

這么多現場的展覽演示,輪廓成型工藝展示出了諸多的優勢。那現階段是否有實際的應用呢?答案是肯定的。

在2018 年 9 月中旬,有一個緊急的項目,傳統工藝束手無策,輪廓成型工藝脫穎而出。在有限的 2 周時間內,需要打印出高 3 米,長 20 余米的城市新地標。該工藝淋漓盡致的發揮出了速度快,效率高,損耗少等特點。最終準時而又完美的呈現在公眾的眼前。

這個項目正是紹興市柯橋區高速口的一個地標建筑——“打造新時期國際紡織之都”宣傳標語墻, 3D 建筑打印出來的富有藝術美感的建筑物,和周邊的傳統建筑小品形成了強烈的反差,此地標建成后,在當地媒體和互聯網的報道下,一躍成為網紅打卡點,周圍居民,紛紛拍照分享!

“打造新時期國際紡織之都”宣傳標語墻 ,其設計來源頗有說法:紹興是一座有古色古香的歷史名城,也有水鄉之稱,其中石拱橋、烏氈帽、黃酒壇都是耳熟能詳的標志物,代表著歷史文化的烙印;而3D打印,正好是這幾年科技發展的一個產物,代表著時代的發展和變革。把歷史和科技兩者融合貫通,最終完美的呈現出這一顛覆性的建筑物。

圖為柯橋高速路口地標

橋高速路口地標打印過程

布洛克教授來到紹興,并在地標前和參與此次項目的人員合影留念。他對這個打印成果也贊嘆不已。

圖為教授與地標打印人員合影

值得一提的是,為柯橋高速路口項目進行 3D 建筑打印的迅實科技公司創始人-張靖,其博士導師正是南加州大學工業系統的布洛克教授。

張靖博士在2013年創立了迅實科技,是一家專業從事3D打印產業研發、制造、銷售及服務的高新技術企業,在3D打印領域擁有100多項國內外專利。

圖為教授與張博士合影

在建筑領域,輪廓成型工藝擁有超前的技術理念,突破常規的建筑結構,打造了建筑行業的新格局,未來擁有不可估量的發展空間。

迅實科技從美國 ContourCrafting 公司引進最正統的輪廓成型工藝,正走在 3D 建筑打印的領頭位置,同時一直在不斷的突破和發展。目前已經逐步與政府、高校等多個單位進行各類公共性建筑打印項目(建筑小品)的合作,若您有興趣,或者是剛好需要 3D 建筑打印,不妨可以多多了解。

公司成立至今,已申請專利近百項,榮獲國家高新技術企業、浙江省中小型科技創新型企業等稱號,在國外與美國南加州大學快速成型實驗室建立最前沿的3D打印技術合作,在國內與3D打印行業領頭人盧秉恒院士合作設立院士專家工作站。

目前,公司業務涵蓋3D數字化設備、自動化檢測設備;產品涉及光固化3D打印、陶瓷3D打印、建筑3D打印、SIS消費級金屬3D打印、3D打印耗材、3D掃描技術;應用領域涵蓋工業、珠寶、齒科、教育、文化、建筑等。

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