米蘭理工大學在建筑領(lǐng)域推廣鋼材增材制造，為建筑搭建“金屬骨架”

導讀：應用于建筑行業(yè)的混凝土3D打印技術(shù)已經(jīng)為我們所熟知，但它還有更多的潛力需要我們?nèi)ヌ剿骱烷_發(fā)。

2023年2月3日，南極熊獲悉，米蘭理工大學的研究團隊正在考慮通過 3D 打印減少建筑垃圾和能源使用，以推廣建筑用鋼材增材制造 (AM) 。在ConstructAdd聯(lián)盟協(xié)會的號召下，Politecnico 將與以下公司和組織聯(lián)合起來實現(xiàn)其目標，包括金屬結(jié)構(gòu)連接件的 3D打�。�

• 意大利金屬粉末公司MIMETE
• VALLOUREC，一家大型軋制鋼管制造商
• CIMOLAI，大型鋼結(jié)構(gòu)制造商，如橋梁構(gòu)件
• Det Norske Veritas（更廣為人知的名稱是 DNV），這是一個標準化和入級機構(gòu)，也提供保證，尤其是在海事、石油和天然氣領(lǐng)域。
• 彎管機和切割機制造商，BLM 集團
• Prima Industrie，一家激光打標公司，之前推出了一家名為Prima Additive的 3D 打印子公司
• ArcelorMittal Vitry，最大的鋼鐵生產(chǎn)商之一
• 馬德里IMDEA 材料研究所、比薩大學和亞琛工業(yè)大學的研究小組
  

Alper Kanyilimaz博士是米蘭理工大學建筑、建筑環(huán)境和建筑工程系的助理教授，他是這樣描述這個項目的：“ConstructAdd 的主要目標是將金屬 3D 打印技術(shù)帶入建筑和汽車行業(yè)的主流。為什么？因為世界各國政府和整個社會當前的目標是減少碳排放和處理廢物問題。這些問題，尤其是建筑行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)，不能用傳統(tǒng)技術(shù)輕易解決，因為傳統(tǒng)技術(shù)是為解決過去的問題而發(fā)明的。鑒于全世界每年產(chǎn)生的所有廢物中約有三分之一來自建筑業(yè)，鋼鐵生產(chǎn)在這方面發(fā)揮著重要作用。目前可用的制造技術(shù)不容易優(yōu)化（例如，鋼板的切割和焊接過程中），并且還浪費了大量材料。

他的團隊希望 3D 打印按需、現(xiàn)場、定制接頭和其他緊固件，這將大大節(jié)省能源并減少材料浪費。在這種榭魷攏�联合迄]吹母骷一�构看迄]純梢越岷弦恍┯屑壑檔募寄�。他脡q暮獻髂勘臧�括�?/div>

• 選擇兩種線材和兩種粉末原料；
• 定義回收、安全和機械性能的標準；
• 檢查公司如何使用這些流程來制造符合 EN1090 標準的零件，并進行生命周期分析。
  

總體而言許多研究都非常具體地著眼于優(yōu)化建筑連接結(jié)構(gòu)，鑒于它們的普遍性，這將非常受歡迎。

合作聯(lián)盟將研究重心聚集在激光粉末床熔合技術(shù)，乍一看，這種應用技術(shù)看起來非常昂貴，但可用于制造立面元件和連接器，從而能夠快速生產(chǎn)具有定制幾何形狀的大型組件。該團隊還將探索電弧增材制造 (WAAM) 和激光定向能量沉積 (LDED)，這似乎更適合大規(guī)模建造。

目前的混凝土3D打印在建造多層建筑方面的能力也很有限，而使用3D打印來制造鋼接頭和緊固件無疑將成為建造大型多層結(jié)構(gòu)的一種更有效的方式。這一方法在歐洲尤其適合，因為這里的建筑工人正在老齡化，勞動者通常很難找到，而且歐洲大陸希望協(xié)調(diào)一致地邁向能源轉(zhuǎn)型。該聯(lián)盟希望其技術(shù)也能用于汽車領(lǐng)域。不難看出，焊管結(jié)構(gòu)可以成為房屋建設的良好基礎(chǔ)單元，也可以成為汽車的框架。

合作聯(lián)盟希望減少更多碳排放，使用更少的材料和能源。在碳和廢物方面，建筑業(yè)對環(huán)境特別有害，產(chǎn)生的廢物約占地球上所有廢物的三分之一。更多的預制構(gòu)件和現(xiàn)場鋼構(gòu)件也可以大大減少混凝土的需求，這可以進一步減少排放。

事實上，研究團隊所希望的就是將定制管道焊接和彎曲的工作由人工轉(zhuǎn)為自動化實現(xiàn)，這可能是相對枯燥的，但能夠以較低的成本建造非常大和強大的結(jié)構(gòu)。這些可能反過來被用于外墻、墻壁、輕型框架和建筑物。來自BLM和Prima的新WAAM和LDED單元是市場上比較受歡迎的補充建筑模式，但不太具有革命性。在現(xiàn)實的建筑過程中，管道支架結(jié)構(gòu)的搭建仍將是通向大規(guī)模構(gòu)件最快捷的方式，而這就是3D打印將要替代完成的任務。