美国3D打印细分领域3D打印增材建造开始崭露头角

打印派   2024-04-23 09:54:13

虽然去年增材制造(AM)行业的财务状况报告并不乐观,但我们正在见证的其实是一个新兴行业的诞生,而非消亡。特别是增材建造(AC)这一3D打印的细分领域,正逐渐崭露头角。

近年来,众多AC公司如雨后春笋般涌现,标志着该行业的逐渐成熟。然而,3D打印建造领域仍然处于探索阶段。

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关于如何扩大AC规模,该领域的资深从业者美国陆军工程兵团(U.S. Army Corps of Engineers)工程研究与发展中心(ERDC)的AC组合经理Megan Kreiger认为,随着AC领域逐渐受到关注,接下来的关键是制定必要的标准和质量控制措施,以推动3D打印从新奇事物转变为强大的技术解决方案。她强调,要实现这一转变,需要坚实的数据来支持成本节约和效率提升的声明,超越原型阶段,实现广泛应用。这包括实际性能数据、材料科学研究以及制定规范和标准,以确保3D打印结构的结构完整性和长期可行性。

“制定规范不仅是为了规范本身,更是为了为行业提供健全的测试和实践,从而推动行业标准化。这些标准将使我们更加确信我们所建造的结构在结构上是健全的。目前,全球缺乏这样的倡议,我们需要解决这个问题,以满足更广泛社区的需求。”Kreiger说。

目前,行业已经取得了一定的进展。例如,发布了由ERDC-CERL专业知识开发的统一设施标准(UFC)关于增材建造混凝土,以建立一个框架,通过验证测试允许创新。此外,还制定了ASTM/ISO标准(ISO ASTM 52939:2022),为增材建造的更正式的规范、标准和指南奠定了基础。ERDC-CERL还与NIST(增材建造:标准化之路)进行了研讨会,以制定这些规范、标准和指南的发展战略。这些研讨会鼓励开放的通信,并将研究社区在关键主题、标准优先事项和下一步行动上进行对齐,以确保数据可以比较而不是孤立的。

此外,还突显了“数据不足”的问题。在123论坛上,强调了3D打印应该被编码化,并在ACI关于增材建造混凝土的结构性能会议上进行了讨论。这个研讨会促成了ASTM、ACI和ICC等实体之间的跨组织合作。这反过来又强调了ASTM在新指南方面的工作,如ACI ITG-12《增材建造墙体建造规范》,ICC 1150《3D自动化建造技术标准3D混凝土墙体》,以及在NIST下启动的增材建造挤出(ACE)联盟。

在ERDC、ERCWERX和陆军物资司令部主办的增材建造:国防部采纳之路研讨会上,来自联合部队的各利益相关者为促进对增材建造的基本理解做出了贡献,讨论了机会和限制,并启动了将增材建造技术整合到国防部的路线图的制定。同时,ERDC与美国陆军物资司令部最近在布利斯堡的美国陆军基地共同举办了增材建造:国防部采纳之路研讨会。在这次活动中,国防部(DoD)和军事建设(MilCon)利益相关者联合部队为促进对增材建造的基本理解做出了贡献,讨论了机会和限制,并启动了将增材建造技术整合到MilCon和DoD建设过程中的路线图的制定。由ERDC在ERDCWERX技术挑战(增材建造:国防部采纳之路解决方案)中筛选的行业代表,针对增材建造的最新项目,解决了实际数据驱动的指标和能力。

然而,行业仍然面临一些主要障碍,包括对打印结构和技术的性能和行为的未经证实的假设的依赖。例如,由于已知的最古老的打印结构——2014年Andrey Rudenko在明尼苏达州建造的一座城堡——作为唯一的长期数据点,打印结构的耐久性在很大程度上是未知的。为了弥合测试和数据验证之间的差距,Kreiger建议加强学术机构、私营部门和政府之间的合作。她认为,学术界可以提供严格的测试和数据,但对全尺寸机器的访问有限;私营部门可以执行实际的打印过程并从测试数据中受益;而政府可以保持第三方中立,以确保发展是无偏见的,并造福公众。

随着公共实体以前所未有的水平资助先进制造,AC行业开始崭露头角。理想情况下,这将推动整个3D打印领域的发展,而AC在基础设施、经济适用房、国防应用和人道主义援助/灾难救援方面特别有潜力。与此同时,商业实体的参与也在以对整个行业有益的方式推动着AC行业的发展。


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