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:
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;
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;
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;
Part 02 精挑细选
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。