几万到几十万,科研型混凝土(砂浆)3D打印机该如何选择?
2024-08-14
随着建筑行业的不断发展,智能建造技术逐渐成为未来建筑的主流趋势。智能建造不仅仅是传统施工工艺的升级,更是创新与科技的完美结合。而在这一领域中,混凝土(砂浆)3D打印机作为一款革命性设备,正在为智能建造专业的学术研究和实践应用带来前所未有的变革。


如何选择一款性价比高的教学、科研用混凝土(砂浆)3D打印机,已经成为众多高校和科研院所最头疼的事情,打印机的价格从几万到几十万均有,如何选择最适合自己的那一款,小编有一些不成熟的建议,供大家探讨和交流。


Part 01 明确需求


在您选择购买混凝土(砂浆)3D打印机之前,首先需要明确自己的真实需求,以下几个方面可供参考:


1.用途定位

主要是用来教学、培训为主,还是也要兼顾科研工作,其定位的不同,会涉及选择打印机的类型和型号,可主要考虑有效打印范围的大小;通常桌面级即可满足教学培训之需求,如有科研需求则应考虑实验室级;


2.打印材料

打印材料是以水泥基材料为主,还是以塑料、树脂或金属等材料为主,这要以教学目标为主,如果定位土木工程领域智能建造的施工环节,还是应采购混凝土(砂浆)3D打印机为宜;


3.打印机样式

对于打印机的样式,更倾向于哪一种,框架式、龙门式还是机械臂型式,要结合教培研实际需求和经费预算情况来综合考虑,框架式价格相对较低,机械臂式更有利于建筑设计自由,龙门式更适合于3D打印大尺寸建筑或构件;


4.应用 or 二次开发
购买打印机后,是以应用为主还是以打印机的二次开发为主,对于智能建造专业的教学、培训及科研,更多的学校都是定位于水泥基材料3D打印在大土木工程领域的应用为主,比如满足各种工况需求的打印材料研发、各种复杂异型空间结构的打印工艺研究和打印制品各种性能的试验研究等。


Part 02 精挑细选


1.控制系统

如采用开源软件或其他行业3D打印软件二次开发的控制系统(比如Simplify3D、SprutCAM等),对水泥基材料3D打印来说,会存在较多弊端,在打印简单横平竖直的模型时不明显,但针对复杂异型结构模型打印则问题突出,且无法满足3D打印建筑工程的需求,这也是造成各个厂家售价高低的重要因素。


2.算法性能

控制系统的核心是各种算法的融合,除模型到打印路径的转换外,能自动进行打印路径缺陷优化、最短打印路径计算、根据打印路径情况进行加减速等功能,都是提高打印效率、保证打印质量的关键因素,否则则需要人工编程完成。


3.打印模型到打印路径的转换

能做到三维、二维模型直接导入打印控制系统,一键开打功能,可以大大提高效率;如采取离线编程、第三方切片方式,将模型先转换成打印路径的Gcode代码后,再导入打印机进行打印,操作复杂度较高,使用者学习成本高。


4.操作界面

采用预装打印系统的电脑进行控制,以视窗模式和鼠标控制为主,并具备三维显示功能为佳,更有利与打印过程各项参数的调整,保证打印制品的外观、质量和性能;如采用PLC工控屏、触摸屏控制方式,其功能性、相应速度及操作便捷性上均表现不佳。


5.打印头系统

打印头系统应该具备二次搅拌、正转、反转、预挤料等诸多功能,应支持3mm精细化打印,方便教学、培训等过程中小品打印,打印头系统应与打印控制系统联动,在打印过程中可实时显示打印进度、打印材料用量和打印剩余时间等,并可随时进行坏点处重复打印、断点、跳点、隔日续打等功能。


6.搅拌供给料系统

进行大尺寸构件打印时,搅拌供给料系统应具备持续、稳定提供状态近乎一致的打印材料功能,保证打印层间均匀度。搅拌供给料系统与打印控制系统联动,根据打印工程各种实时状态,可直接调整搅拌供给料系统的工作状态。


7.打印材料

如不想进行打印材料的研发,只侧重于打印工艺、打印构件,选择性能状态稳定的打印材料就尤为重要,打印材料应经过大量打印制品、打印工程验证,可打印性、可建造性、抗裂性及耐久性等指标有第三方认证为佳。


8.工程应用

智能建造专业的教学、科研均是面向行业、面向工程的,检验打印机软硬件实力的最好办法就是工程实际应用,是否有重大典型工程,尤其以商业建筑为主,是检验3D打印机生产厂家技术实力最简单的办法。


9.研发能力

智能建造是新方向,水泥基材料3D打印机的研发工作,很多是需要实现由0到1的突破,研发团队的组成应该涵盖算法开发、电气自动化、机械设计、建筑结构、建筑材料等多学科多专业,缺少任何一个方向,均可造成系统性的缺失,比如本来是打印机的问题而靠打印材料来解决。研发队伍的实力水平,决定了3D打印机的性价比。


10.生产能力
水泥基材料3D打印的市场规模还未井喷,其大规模生产制造企业不多,在选择购买之前最好实地考察,这决定了后期产品的质量保证、售后保证等一些列问题。
当下,市场环境竞争激烈,低价策略是抢占市场的最好办法。对于采购者来说,是买到性价比高的3D打印机的好机会,但是,为了帮助大家避免踩坑,小编抛砖引玉为大家提供些许建议。