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实施3d打印建造与具体施工工艺紧密相关,受气候环境影响明显,涉及诸多专业技术协同,是一项技术含量很高的复杂系统工程。因此,必须根据具体情况,选择恰当的技术路线和方法,才能达到预期效果。经大量调查和研究,实施3D 打印建造的技术路线可归纳如下 。
1) 基本延续传统方式的技术路线
在传统成熟施工工艺的基础上,针对劳动强度大、作业条件差、精度要求高人工难以实现、高空作业安全性难以保证等特殊工艺,用3D 打印建造的方法代替人工完成类似工艺施工作业的技术路线。具体应用如砌体类3D 打印建造、抹灰机器人、大块板材安装机器人等,均属于此类。
2) 部分延续传统方式的技术路线
针对3D 打印建造特点,在既有工序和材料的基础上,对其进行施工工艺或用材的部分改进,使之更加符合3D 打印建造的工艺要求,更为便捷地用3D 打印建造的方法完成特定工艺的技术路线。如混凝土叠布法、间接制造法等,均属于此类。
3) 完全突破传统方式的技术路线
在满足建筑基本功能和质量要求的前提下,突破传统建造方式的束缚,研制或发明更加适合3D打印建造要求的打印材料、设备与施工工艺,探索全新的建造方式。该技术路线涉及建筑材料、施工工艺、打印建造设备、设计标准及其工程质量验收要求的全面改变。因此,这种完全突破传统方式的技术路线研究工作量大,技术难度很高,是对传统技术的全面变革,具有较大发展潜力,也存在较大风险。一旦成功,可能会改变整个产业形态,带来巨大社会和经济效益,如金属熔融法、胶材注入法等,均属于此类。
3D打印建造发展的重点领域
基于我国已经进入小康社会,人口红利不断减少,独生子女不愿从事建筑行业,劳动力成本不断上升的国情,未来5 ~ 10 年预期3D 打印建造的发展将集中在如下重点领域。1) 劳动强度大的作业工艺和工序。2) 人力成本高的作业工艺和工序。3) 对人体健康有危害的作业工艺。4) 高空、深基坑等安全保障相对薄弱部位的施工工艺。5) 人工难以达到精度要求的施工工艺。
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