Part 01 明確需求 Part 02 精挑細選
主要是用來教學(xué)、培訓(xùn)為主,還是也要兼顧科研工作,其定位的不同,會涉及選擇打印機的類型和型號,可主要考慮有效打印范圍的大??;通常桌面級即可滿足教學(xué)培訓(xùn)之需求,如有科研需求則應(yīng)考慮實驗室級;
打印材料是以水泥基材料為主,還是以塑料、樹脂或金屬等材料為主,這要以教學(xué)目標為主,如果定位土木工程領(lǐng)域智能建造的施工環(huán)節(jié),還是應(yīng)采購混凝土(砂漿)3D打印機為宜;
對于打印機的樣式,更傾向于哪一種,框架式、龍門式還是機械臂型式,要結(jié)合教培研實際需求和經(jīng)費預(yù)算情況來綜合考慮,框架式價格相對較低,機械臂式更有利于建筑設(shè)計自由,龍門式更適合于3D打印大尺寸建筑或構(gòu)件;
購買打印機后,是以應(yīng)用為主還是以打印機的二次開發(fā)為主,對于智能建造專業(yè)的教學(xué)、培訓(xùn)及科研,更多的學(xué)校都是定位于水泥基材料3D打印在大土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用為主,比如滿足各種工況需求的打印材料研發(fā)、各種復(fù)雜異型空間結(jié)構(gòu)的打印工藝研究和打印制品各種性能的試驗研究等。
如采用開源軟件或其他行業(yè)3D打印軟件二次開發(fā)的控制系統(tǒng)(比如Simplify3D、SprutCAM等),對水泥基材料3D打印來說,會存在較多弊端,在打印簡單橫平豎直的模型時不明顯,但針對復(fù)雜異型結(jié)構(gòu)模型打印則問題突出,且無法滿足3D打印建筑工程的需求,這也是造成各個廠家售價高低的重要因素。
控制系統(tǒng)的核心是各種算法的融合,除模型到打印路徑的轉(zhuǎn)換外,能自動進行打印路徑缺陷優(yōu)化、最短打印路徑計算、根據(jù)打印路徑情況進行加減速等功能,都是提高打印效率、保證打印質(zhì)量的關(guān)鍵因素,否則則需要人工編程完成。
能做到三維、二維模型直接導(dǎo)入打印控制系統(tǒng),一鍵開打功能,可以大大提高效率;如采取離線編程、第三方切片方式,將模型先轉(zhuǎn)換成打印路徑的Gcode代碼后,再導(dǎo)入打印機進行打印,操作復(fù)雜度較高,使用者學(xué)習(xí)成本高。
采用預(yù)裝打印系統(tǒng)的電腦進行控制,以視窗模式和鼠標控制為主,并具備三維顯示功能為佳,更有利與打印過程各項參數(shù)的調(diào)整,保證打印制品的外觀、質(zhì)量和性能;如采用PLC工控屏、觸摸屏控制方式,其功能性、相應(yīng)速度及操作便捷性上均表現(xiàn)不佳。
打印頭系統(tǒng)應(yīng)該具備二次攪拌、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、預(yù)擠料等諸多功能,應(yīng)支持3mm精細化打印,方便教學(xué)、培訓(xùn)等過程中小品打印,打印頭系統(tǒng)應(yīng)與打印控制系統(tǒng)聯(lián)動,在打印過程中可實時顯示打印進度、打印材料用量和打印剩余時間等,并可隨時進行壞點處重復(fù)打印、斷點、跳點、隔日續(xù)打等功能。
進行大尺寸構(gòu)件打印時,攪拌供給料系統(tǒng)應(yīng)具備持續(xù)、穩(wěn)定提供狀態(tài)近乎一致的打印材料功能,保證打印層間均勻度。攪拌供給料系統(tǒng)與打印控制系統(tǒng)聯(lián)動,根據(jù)打印工程各種實時狀態(tài),可直接調(diào)整攪拌供給料系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
如不想進行打印材料的研發(fā),只側(cè)重于打印工藝、打印構(gòu)件,選擇性能狀態(tài)穩(wěn)定的打印材料就尤為重要,打印材料應(yīng)經(jīng)過大量打印制品、打印工程驗證,可打印性、可建造性、抗裂性及耐久性等指標有第三方認證為佳。
智能建造專業(yè)的教學(xué)、科研均是面向行業(yè)、面向工程的,檢驗打印機軟硬件實力的最好辦法就是工程實際應(yīng)用,是否有重大典型工程,尤其以商業(yè)建筑為主,是檢驗3D打印機生產(chǎn)廠家技術(shù)實力最簡單的辦法。
智能建造是新方向,水泥基材料3D打印機的研發(fā)工作,很多是需要實現(xiàn)由0到1的突破,研發(fā)團隊的組成應(yīng)該涵蓋算法開發(fā)、電氣自動化、機械設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料等多學(xué)科多專業(yè),缺少任何一個方向,均可造成系統(tǒng)性的缺失,比如本來是打印機的問題而靠打印材料來解決。研發(fā)隊伍的實力水平,決定了3D打印機的性價比。
水泥基材料3D打印的市場規(guī)模還未井噴,其大規(guī)模生產(chǎn)制造企業(yè)不多,在選擇購買之前最好實地考察,這決定了后期產(chǎn)品的質(zhì)量保證、售后保證等一些列問題。