世界上第一座3D打印的不銹鋼橋橫跨荷蘭運河
MX3D終於實現了其雄心勃勃的計劃,在阿姆斯特丹的一條運河上安裝了世界上第一座由3D打印技術構建的鋼橋。荷蘭女王已宣布將這座橋正式向公眾開放,除了引人注目的設計外,它還設有隱藏的傳感器,收集有關其結構完整性、人群行為等的數據。
該項目由Joris Laarman實驗室設計,奧雅納負責工程設計,ABB、Air Liquide、ArcelorMittal公司、歐特克公司、AMS研究所和聯想公司也參與其中。最初的計劃是在原地製作橋樑,但由於安全問題和其他問題,這是不可能的,所以只能選擇工廠裡製作。實際的打印過程只花了六個月,並在2018年完成,但由於不可預見的延誤,包括在整修運河牆壁所需要的額外等待,該橋最近才被一艘船運到現場,然後用起重機提升到指定位置。這座可移動橋擁有的許可可以讓它在那裡停留兩年。
這座3D打印的橋樑長度為12.2米(40英尺),寬度為6.3米(20英尺)。3D打印的混凝土項目將類似水泥的混合物從噴嘴中分層擠出,而金屬的處理方式顯然完全不同。因此,創建該橋的複雜設計涉及四個機器人使用標準的焊絲和氣體將熱金屬層焊接在一起。總共使用了6000公斤(13227磅)的不銹鋼。
“基本上我們的M1金屬AM系統是一個標準的焊接機器人和一套定制的傳感器,”MX3D首席執行官Gijs van der Velden表示,”我們開發了CAM和數據管理軟件,以這種方式組織焊接過程,使其變得適合逐層沉積,而不是將兩塊金屬連接在一起。
“我們使用標準的焊絲和氣體。所有這些使我們能夠使用大量現有的焊接科學,因此,用我們的技術創造的最終部件的材料特性是非常好的。由於這是建立在大多數工業公司已經在使用的技術上,所以採用過程很容易,操作技能是內部的,操作規定與適用於焊接的規定是相同的。”
安裝在橋上的一系列傳感器被用來收集有關應變、旋轉、負載、位移和振動的結構測量數據,同時還讀取空氣質量和溫度等環境因素的數據,因為當地人和遊客正在使用阿姆斯特丹繁華的紅燈區的通道。
所有這些數據都被輸入到該橋的一個精確的計算機模型(稱為數字孿生)中,以幫助工程師實時監測其結構狀態。這些數據還將被用來”教導”大橋,以計算有多少人正在通過它,速度有多快,以及更多。
不久之前,用機器人製造一座具有如此復雜形狀的金屬橋似乎還像科幻小說,但這就是3D打印建築領域的非凡進展速度,其他引人注目的進展包括經濟適用房和豪華住宅。