3D打印如今在越來越多的領域被應用,近日有報道稱,由上海建工機械施工集團完成的我國首座3D打印樹脂景觀橋,即將在上海投入使用。這是國內首條“實裝”3D打印橋梁,也是至今為止世界尺寸最大的一次成型3D打印橋梁。
據了解,這座長15.25米、寬3.8米的“樹脂橋”打印環節耗時35天,一次成型。別看這只是一座小小的橋,它是由三家大型企業耗時一年多才最終完成,其中蘇州聚復高分子材料有限公司負責ASA工程塑料的研究,沈陽機床廠完成機床的制造過程,上海建工機械施工集團則承擔了3D打印機器人系統的開發工作。
3D打印現已被廣泛應用于教育、醫療等領域,但是應用于建筑,特別是人來人往的景觀橋,在安全性方面是否有保障?對此,景觀橋的制作方表示,該橋即使樹脂打印的部分也符合景觀橋“每平方米250kg”的承重驗收標準,安裝階段還會在底部加入一根鋼梁確保安全。據了解,這座3D打印橋每平方米可以承受250公斤的重量,使用壽命在30年左右,它所使用的ASA材料具有高屈服強度、高耐候性、高彈性模量和高抗沖擊強度的特點。
沈陽機床作為該項目的重要支持者之一,為該項目提供機械結構和運動控制整體解決方案。這是沈陽機床的產品和i5智能控制技術首次應用于3D打印領域,并創造了15米大尺寸件一次打印成型,25米長的龍門結構高精度3D打印機兩項世界紀錄。本次項目中,沈機(上海)智能系統研發設計有限公司(簡稱沈機智能)在i5OS運動控制基礎上自主研發了3D打印機控制系統。云科智能制造(沈陽)有限公司(簡稱云科智造)制造了一臺D244龍門式3D打印設備。這臺史上最大的一臺3D“打印機”,由“龍門框架結構+打印頭”組成,相當于把一臺沈陽機床GTS系列龍門機床的刀具換成打印頭,是機床的一次跨界應用。
3D打印橋的重量接近6噸,整體15米長的橋是一層一層“疊加”上去的,打印一層耗時8小時,可以完成4毫米的厚度。由于一層有15米長,因此最怕材料降溫不均勻,到鋪第二層時產生熱裂縫、熱翹曲。因此,在打印工藝上,建造團隊采用“打印前預熱,打印后保溫”等方式,提高打印作業空間的溫度,保證3D打印材料層層粘結力,達到材料本身強度的80%—85%。本次打印過程800小時不能間斷,相當于35天連續打印,打印過程完美展示出了i5OS對大型龍門3D打印設備卓越的運動控制同步性與穩定性。“我們尋找了很多合作伙伴,只有沈陽機床有這樣的實力,既有如此大型機械設備研制能力,又有自主研發的控制系統,同時擁有兩項世界前沿技術。”上海建工機施集團一名技術負責人說。沈機(上海)智能系統研發設計有限公司副總經理陳燦表示:“這是i5OS工業操作系統在3D打印領域的創新型探索。對沈陽機床i5OS為所有的工業控制打造基礎平臺,打造i5工業物聯網有著重要意義。”
3D打印的樹脂景觀橋效果圖
任何事物都不是憑空出現的,這座橋能打印成功,同樣也不是一蹴而就的。據了解,早在一年半前,建造團隊接到該工程后,就展開了研究,先從手掌大的橋打印起,然后1米、5米、15米逐步遞增,才有了如今這座15米的橋。待安裝完畢后,廣大市民可以前往桃浦智創城中央公園,零距離接觸這座15米長的大型3D打印作品。