在近日于德国科隆举行的第26届水泥轻舟赛上,来自欧洲多所高校的1000名学生和90多条水泥轻舟展开了激烈的角逐。而最终,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)团队凭借他们独特的3D打印水泥轻舟SkelETHon勇夺设计创新奖第一名。值得一提的是,这已经是该校连续第三年获得这一殊荣了。
据南极熊了解,ETH团队的这条3D打印水泥轻舟是他们与数字建筑技术(DBT)公司和建筑材料物理化学(PCBM)集团合作的成果。其中,DBT提供了计算设计和数字制造方面的专业知识,PCBM集团开发了用于制造船体结构的混合水泥材料和施工工艺。
图1 用塑料3D打印的骨架模板
图2 用水泥浇铸后的最终骨架
轻舟长4米,重114千克,采用3D打印技术的部分是骨架,但方法并非直接用水泥打印,而是首先用塑料打印出模板(上图1),然后再用超高性能纤维增强型水泥浇铸。最终的水泥骨架(上图2)重约4千克,并且具有精度高达0.5毫米的表面纹理。ETH团队解释说,这种纹理的作用是增加模板与舟体外皮的接触面积。为了防水,舟体的外层最后还被涂上了一层3mm厚的混凝土。
“轻舟的骨架直径只有15毫米,所以不可能用3D打印以外的任何其它数字制造技术实现。3D打印虽然只参与了一部分,但仍发挥了重要作用。”ETH团队表示。
值得一提的是,舟体的骨架模板在设计上采用了拓扑和形状优化算法。所以最终,轻舟消耗的材料明显低于传统轻舟,同时其重量得以被重新分布,令其获得了最大的刚度。
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编译自 3ders
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