分层的建筑：什么是增材制造？

ANT · 发表于 2019-11-5 02:43:17

分层的建筑：什么是增材制造？

著 José Tomás Franco

增材制造（AM）指通过层层叠加而实现的3D打印制造的方法。这一方法不仅能够通过使用精准的几何形状和材料用量来减少浪费，而且这一受机器控制的制造方法因不需要使用其它工具和仪器而比传统方法快很多。

增材制造的实现基于一个数字化模型。这一过程首先需要一个平面设计或是三维扫描，然后将这一形状转换成可以打印的被切割成剖面的物体。这一技术被使用在工业设计，考古文物复制，生产人工人体器官组织等大量范围。

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虽然我们已经看到了一些将3D打印应用于生活空间建造的探索，这一技术目前并没有被证明为是一个在大量应用于大规模建造住房和建筑时经济的选项。尽管如此，我们仍然应该继续熟悉这些能够在未来改变我们设计和建造建筑的技术。以下是一些最常用的增材制造技术。

VAT 光聚合成型技术
塑料，聚合物

在这一过程中，物体由液态的光聚合树脂通过紫外线硬化的方式层层叠加形成。每制造新的一层，机器平台就相应会降低一层。

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熔融沉积成型技术（FDM）
塑料，聚合物

“被熔化”的材料由一个固定的喷嘴喷出，从底向上层层沉淀。喷嘴的温度要高于材料本身的熔点，材料一经沉淀就会立即硬化。支撑材料让物体在完成前不会坍塌，而物体一旦完成后就会被移除。建议使用容易移除的支撑材料，比如溶于水的聚乙烯醇（PVA）。

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材料喷涂成型技术
塑料，聚合物

这一技术也同样使用到紫外线固化光聚合物的方法。不过这里的液态混合材料（包括物体的建构材料和支撑材料）是以点滴的量注入平台来形成物体的形状。

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黏著剂喷涂成型技术
聚合物，金属，陶瓷

这个系统一层层地沉淀液态黏著剂来将粉尘颗粒结合在一起，这些颗粒通常是金属颗粒、陶瓷颗粒和沙粒。在第一层制作完成后平台下降一层，滚刷加上新的粉尘颗粒，这个过程一直重复直到设计部件制作完成。

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粉体熔化成型技术
聚合物，金属，基于粉尘的材料

在这一技术中，一层更细的粉尘材料由滚刷沉积在工作区域并由激光或电子束被熔化再熔结在一起。剩下的最终物件之外的分成会在整个过程结束后被移除。

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叠层制造成型技术
塑料，纸，金属片

塑料片、金属片或纸片通过超声波焊接或粘合在一起并被切成物件每一层的形状。超声波焊接在每一层都释放出一个波，层层叠加，将其分子加热并熔化。在整个过程结束后被熔结在一起的材料会被移除。

这一技术和熔融沉积成型技术有着相似的过程，机器将熔化的材料沉淀在平台上并用激光或电子束来固化。在这一技术中，喷嘴能自由移动，是材料能从不同角度和位置被沉淀。