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3D隔离屋加入“战”疫 3D打印建筑材料创新引重视

2020年02月18日10:47 来源:CPRJ塑料橡胶

慧正资讯:新冠肺炎疫情爆发以来,由于确诊人数的持续增多,患者的隔离问题、床位问题成为防止疫情进一步蔓延的关键。随着火神山、雷神山、方舱医院的相继建立之后,日前,又有一种高效创新方案诞生——3D打印隔离屋!

这种3D打印隔离屋由苏州工业园区独墅湖科教创新区企业盈创新材料(苏州)有限公司制作,日前15套隔离屋已在湖北咸宁市中心医院正式“上岗”,为疫情防控护航。

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一体化成形日产15幢 还可回收再用!

据悉,这款可移动的3D打印隔离屋面积约10平方米,其中配有空调、卫生间、淋浴设施等,密封性和保温性均可满足单独隔离需要,可谓“麻雀虽小,五脏俱全”。

隔离屋的打印“油墨”可以是建筑材料、钢厂的钢渣,也可以是沙漠沙。例如,经过特殊玻璃纤维强化处理的混凝土材料就是一种常用的3D打印建筑“油墨”,其强度和使用年限大大高于钢筋混凝土。

据悉,一台打印机24小时就可以打印出十几套小屋。小屋通过了环保测评,安全无害。

据该公司董事长马义和介绍,本次捐赠湖北的15套隔离屋,前身是盈创自主设计研发的3D打印共享房屋。

盈创3D打印隔离屋的原型是盈创自主设计研发的3D打印共享房屋。

首批15套隔离屋,由盈创此前耗时一天紧急打印出来。“隔离屋采用3D打印技术一体化成型,墙体与镂空的栅格成一体,长3.8米、高2.8米、宽2.4米,整体受力均匀,抗风抗震,具有保温隔热的效果。”马义和说。

据悉,隔离屋结构简单、强度极高,运输及吊装极其便利,运到现场放在地上为电器接好电源就可直接使用。而且还可随时移动并进行多个拼接,扩展使用面积。

据湖北咸宁中心医院设备科科长黄金学介绍,这批隔离屋已安排病人入住,房子的密封性和保温性非常好,符合隔离需要。

另外,由于3D打印建筑的特殊性,疫情结束,这些隔离屋经过彻底消毒后,还能另作他用,甚至是回收粉碎后再次打印成其它产品,实用又环保。

2020年2月12日上午,盈创3D打印隔离房屋经过800多公里,已到达湖北省咸宁市,等候调配。

3D打印建筑近年兴起 纤维增强塑料为热门应用材料

随着3D打印技术的不断发展,越来越多的应用能够采用3D打印技术制作。而3D打印建筑的兴起,就发生在最近几年。

2013年1月,荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars与意大利发明家Enrico Dini(D-Shape 3D打印机发明人)合作,尝试打印出一些包含沙子和无机粘合剂的6×9(米)的建筑框架,然后用纤维强化混凝土进行填充。作品2014年完成,成为全球首座3D打印建筑。

随后,在3D打印建筑领域的研究和实践越来越多。例如,2019年1月,国内首座3D打印景观桥正式投放于上海市普陀区桃浦中央绿地。

这条长达15米的景观桥在制作过程中,采用的打印材料选定了在ASA(一种高分子材料)中加入一定比例的玻璃纤维,这种材料具备高耐候性、高弹性模量、高屈服强度和高抗冲击强度等特点,且能承受长期的日晒雨淋,同时满足3D打印材料和建筑材料的要求。

景观桥3D打印制作中。

这两个3D打印建筑都采用了纤维增强塑料。纤维增强塑料 (FRP) 是一种由纤维增强聚合物而形成的复合材料。典型的纤维包括玻璃纤维,纤维,玄武岩纤维或芳纶纤维。常用的聚合物包括不饱和聚酯树脂环氧树脂酚醛树脂等基体。

之所以选择纤维增强塑料(FRP)来作为3D打印建筑的材料,基于这类材料具有以下特殊性能:强度高但重量轻、耐腐蚀,耐冲击性能好、尺寸稳定、不导电(玻璃纤维制品)、透波性能好及热传导系数低。

材料企业开发3D打印建筑材料技术

由于3D打印建筑在最近几年不断兴起,有些材料企业也开始推进3D打印建筑材料的创新与研发。

例如,日前阿科玛就联合Nexoon、5M和IRT M2P共同开发工厂“定制”建筑的新概念。阿科玛携手合作伙伴们,以Elium? 树脂为原材料,打造模块化建筑工厂“定制”建筑。

各方将发挥其专长和专识,验证这种创新的建筑理念,旨在满足个人或集体、高端或社会大众、住房以及商业或工业建筑的需求。

项目由Nexoon设计并管理多年,包括使用预制复合材料开发各种类型的建筑。它还按照Nexoon开发的高度创新系统,组装创建了三个样板房。

项目由Nexoon设计并管理多年,包括使用预制复合材料开发各种类型的建筑。它还按照Nexoon开发的高度创新系统,组装创建了三个样板房。

这种创新的复合建筑理念满足了市场对更可持续建筑的需求,它将促进难以采用传统建筑材料如沙子、水泥和木材等施工的地区的建筑行业发展,这些建筑也可以拆卸和运输,在其他地区重新组装建造。

阿科玛研发的Elium? 热塑性树脂,因其独特的性能,结合了技术性能和聚合物的可回收性,被选择用于制造复合材料元件。

该树脂结合玻璃纤维增强后,具有符合建筑规范要求的机械特性;同时具有耐候性、抗紫外线辐射和耐火性。与复合材料中使用的其他树脂相比,其特性是100%可回收。因此,在其寿命结束时,复合材料可以以机械或化学方式回收。

国内大数据挖掘和服务平台AMiner的一份报告曾显示,3D打印作为一种新型制造技术,突破了传统制造业技术的几个复杂性难题:形状复杂性、材料复杂性、层次复杂性和 功能复杂性,能够减少成本,加速由设计到实现的过程。

其中光敏聚合物3D打印材料增长最为明显,其使用量和由此带来的收入均增长了21%,热塑性塑料在同期的利用率总体增长了6%,热塑性塑料粉末市场增长良好。


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