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荷兰将建成3D打印不锈钢桥梁

文章来源:网络人气:1204发表时间:2018-12-01 16:52:04

      近日,在荷兰阿姆斯特丹完成了一座全功能性大桥,不同寻常的是,桥跨结构采用了3D打印技术,标志着这一独创的不锈钢3D打印项目已经取得了里程碑式的成功。2018年夏季,在建成的桥梁上进行了结构性测试(图1)。


不锈钢3D打印


      这座不锈钢桥横跨阿姆斯特丹最古老的运河,是MX3D公司与其合作伙伴的一项杰作。早在2015年6月,MX3D公司就曾首次宣布,计划兴建一座全功能性的、3D打印的金属人行天桥;同年10月,建成了相关制造厂,2016年开始进入设计和测试阶段;2017年3月正式开始打印,同年9月提出最终的设计方案,并完成了2m长的首段打印;2018年4月,就在四个工业机器人连续打印六个月之后,最终制造出桥梁跨段,这座大桥将于2019年进行安装,横跨阿姆斯特丹最古老和著名的运河之一Oudezij ds Acht erburgwal。


3D打印的金属人行天桥


      设计软件曾经提出了各种功能性和安全性的要求,但并不能处理复杂的几何结构。此外,依旧存在一些未知的问题,其中包括中世纪运河墙可以承受多大的应力以及没有现成的3D打印材料性能可供参考等,这意味着研发小组只能重新开始。通过重新设计,尽可能地减少复杂性和拉伸应力。

      在2016年11月之前,研发小组采用了一种全新的方法。研究小组开始探讨一种“薄板建造”的方法,而不是此前尝试的“围绕体积优化”。薄板概念的优点之一就是主要与压缩力有关,采用应力分析软件产生横穿物体的力。高度详细的3D扫描结果证实,桥头并不完全是平行的,基于这一全新的发现,研究小组决定将桥梁设计成为不对称形状(图2),这增大了动态形状参数,而且显示出这项专利技术并不同于传统的对称形式。通过制定整座桥梁的设计参数,每个设计细节上实现了自动设计。


3D打印材料性能


      该项目充分显示,在材质坚实、复杂形状(图3)、构造多样的3D打印方面,多轴机器人具有相当的潜力。机器人配备了专用工具,并由专业软件进行控制。桥梁的长度为12.5m(41英尺),宽6.3米(20.7英尺),不锈钢的用量为4500kg(9920磅),钢丝绳长度超过了1100km(683.5英里)。桥梁的其余部分将在同年10月完成打印。最后,这座桥梁将于2019年安装于阿姆斯特丹。

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