混凝土3D打印怎么满意顾客新需求——访我国修建资料科学研讨总院混凝土科学与工程研讨所副所长王振地

发布时间:2022-07-15 22:14:27 来源:bobapp体育下载

  但是,在完成满意顾客新要求的过程中,怎么更好地发挥混凝土3D打印的优势?面临哪些应战?下一步的展开方向是什么?近来,带着这些问题,本报记者采访了我国修建资料科学研讨总院混凝土科学与工程研讨所副所长王振地。

  记者:现在,混凝土3D打印在我国的展开情况怎么?与国外比较存在哪些距离?

  王振地:混凝土3D打印自20世纪提出以来,在曩昔10年取得了快速展开,尤其是国内的展开十分喜人。在学术界呈现了一大批研讨人员投身于混凝土3D打印的研讨,现在国内在混凝土3D打印资料研制、制作性点评、界面结合及结构主动化配筋等方面均有打破性展开,并完成了大型桥梁、房子、城市园林雕塑、应急设备的3D打印和演示使用;在工业界呈现了一批新式的企业,从事混凝土3D打印的出产和使用,相关打印产品远销多个国家和地区,起到了活跃的演示效果。全体上我国与国外归于并跑状况。最近5年我国在混凝土3D打印方向的研制投入呈几何级数添加。能够预见,未来5年还将持续添加。

  但咱们也应该看到距离,国内混凝土3D打印根本上以挤出工艺为主,关于粉末床打印工艺和其他打印工艺的研讨很少有报导,打印工艺相对单一,没有构成工艺上的百家争鸣。而国外在智能动态模板浇筑和粉末床打印工艺方面现已完成了多项实践使用。别的,原创研讨少,盯梢研讨多,有组织、公益性质的系统研讨少都是当时存在的距离。

  记者:面临近年来顾客提出的新需求,混凝土3D打印都取得了哪些打破性展开?在个性化和绿色化展开方面3D打印的优势是什么?

  为漂泊动物制作的3D打印修建小品《喵坞》 我国修建资料科学研讨总院/供图

  王振地:近年来,在认知层面,混凝土3D打印的神秘感正逐步褪去,这与技能的前进和推行是分不开的。

  在技能层面,混凝土3D打印资料逐步丰厚。混凝土3D打印技能的使用和展开,资料是要害。资料的好坏关系到可打印性,力学功能、缩短和长时间执役功能。现在,国内有使用硅酸盐水泥基打印资料、硫铝酸盐水泥基打印资料、地聚合物打印资料、石膏基打印资料等不同资料系统的成功打印事例。打印资料的多寡极大程度决议了3D打印技能的使用规模。现有的3D打印资料根本上满意了建材和修建范畴的绝大部分需求。

  3D打印在规范化方面也取得了打破,职业和协会集体规范的立项数量正逐步添加,为3D打印混凝土资料和结构功能的点评供给了很好的根底,在这一方向上我国比国外稍稍抢先。

  我国在主动化配筋范畴取得重要展开。不同于国外的层间横向配筋技能,我国的科研院所、高等院校和工程局等组织先后在层间纵向配筋方面取得打破,完成了层间纵向主动配筋,明显增强了混凝土3D打印的抗拉伸和抗剪切才能。

  还有很重要的一点,在我国呈现了比如房子修建、桥梁、风景园林、市政雕塑、应急设备等很多的使用演示工程,证明了混凝土3D打印的才能和长处,推进了混凝土3D打印职业的全体前进。

  跟着3D打印技能的逐步推行与使用,其优势也得到业表里广泛认可。3D打印也被称为“绿色铸造”“柔性铸造”技能,不只能够完成无模成型,还具有高精度、高细节度、绿色环保的优势,现已成为助力铸造工业转型晋级的重要科技力气。

  记者:您在混凝土3D打印范畴从业多年,见证了职业的展开。在这个范畴您首要做了哪些作业?这些作业对职业展开起到了怎样的推进效果?

  王振地:我国修建资料科学研讨总院是国内较早展开混凝土3D打印研讨作业的单位之一。近年来,团队首要在混凝土3D打印的一些根底性作业方面展开了研讨。一是研制了满意制作性要求的3D打印水泥基资料,建立了混凝土可打印规模,给出了3D打印水泥基资料的规划和组成调控准则,建立了根据贯入阻力的现场可打印性点评办法,辅导可打印水泥基资料的组成规划,以防止相关企工作单位展开重复研讨。

  二是针对传统直拉和三点曲折办法点评打印混凝土界面结合强度点评存在的难题,提出了改进型“十字穿插法”,使施加的压应力在界面处变为拉应力,处理了3D打印混凝土界面结合强度点评难题,并被制定为建材职业规范,为职业的展开作出了公益性奉献。

  三是在国表里首先开宣布层间长程接连纵向配筋技能,经配筋验证,抗弯拉承载力取得打破性前进,该技能集成了订书针式、射钉式和笔直插筋式主动配筋工艺,有助于前进混凝土3D打印的全体性和实用性,为混凝土3D打印主动配筋的世界难题供给了我国处理方案。

  四是在世界化方面,担任RILEM TC-276 DFC(水泥基资料数字化制作),RILEM TC-ADC(3D打印混凝土资料与功能点评),RILEM TC-PFC(3D打印混凝土新拌浆体的功能要求与测验)等技能委员会委员,及时将我国混凝土3D打印的技能前进和严重展开在世界上宣扬。

  五是作为特邀主编组稿出书《水泥基资料3D打印》专刊一辑,征集了国表里从事混凝土3D打印研讨的闻名学者的作业,组稿内容涵盖了3D打印水泥基资料规划、可打印资料探究、流变性与制作性、力学功能表征与点评、使用场景与工程使用事例等前沿研讨方向的最新研讨展开,并深化评论了阻止水泥基资料3D打印技能展开的科学问题和技能难题,凝聚了国内出色科研作业者的汗水,对职业具有很高的学术参阅价值和工程辅导意义。

  六是现在正在主编三部建材职业规范《3D打印水泥基资料术语》《3D打印水泥基资料界面结合强度点评办法》和《3D打印水泥基资料缩短功能实验办法》。首要是当时职业缺少相应的规范规范,约束了混凝土3D打印的使用和展开,这也是现在比较迫切需求处理的问题之一,也期望更多的专家和学者能够参加这一公益性工作,多为职业作奉献。

  记者:您以为,在满意顾客新需求方面,现在职业首要存在哪些亟待处理的问题?这些问题对职业展开产生了怎样的影响?

  王振地:现在最首要的问题是缺少恰当的使用场景,使用需求缺少,导致工业化展开缓慢。一方面是混凝土3D打印的本钱和技能老练度的问题,全体上3D打印混凝土的本钱不占优势,且配筋技能还不行老练,使用端的需求动力缺少。另一方面,混凝土3D打印缺少必要的规划规范,在规划端没有事例或规范规范能够参阅,只能在一些非标类的演示性工程上进行使用。

  此外,在技能层面,现在主动化配筋还需求持续进行科研投入,没有配筋的混凝土3D打印不符合结构规划规范,也难以让一般群众承受。

  记者:在怎么完成混凝土3D打印高质量展开,有用满意顾客新需求方面,您有哪些详细的主张和定见?

  王振地:一是加大国家科技层面的方针支撑。金属增材制作范畴国家现已有严重专项支撑,混凝土3D打印作为增材制作范畴一个分支,现在没有有专项科技投入,“十三五”期间仅在其他专项内进行了散点状的研制投入,国家科技层面未列入专项支撑。主张职业协会进行活跃呼吁,统筹国家科技部要点研制方案,国家自然科学基金委和新资料严重专项,对3D打印混凝土资料根底研讨,要害技能集成和工程使用进行全链条规划和投入,从国家层面推进混凝土3D打印技能的快速展开。

  二是加速混凝土3D打印人才队伍建造,活跃培养原创核心技能。因为混凝土3D打印归于穿插学科,既需求懂资料学和机械主动化,又需求有杰出的计算机布景,现在这种复合型人才还比较缺少。在教育层面,应在高等院校内开设3D打印课程或专业,培养各类立异式3D打印人才,为学术界和工业界的快速展开供给根本人才保证;在科技层面,应加速培养一批高素质科技立异团队,构成支撑我国混凝土3D打印范畴展开的中坚力气,满意当时和未来一段时间我国混凝土3D打印职业的展开需求。

  三是逐步完善混凝土3D打印的规范点评系统。加速规范系统建造,满意规划、施工、检验、实验室测验和点评等不同阶段对技能规范的需求,打扫混凝土3D打印工业展开的妨碍,以促进我国混凝土3D打印技能的快速展开和前进。四是活跃引导混凝土3D打印的使用端需求,从使用需求端推开展开。着手规划混凝土3D打印工业的展开方向,注重3D打印的技能研制和根底研讨作业,支撑引导配套性的混凝土3D打印使用需求,给予方针和税收优惠,鼓舞大型企业和施工单位成为拉动混凝土3D打印技能展开的主体,从使用端发明有经济和技能效益的实践需求,能够大幅度提高混凝土3D打印工业的展开水平。