3D打印技術(shù)正在滲透進(jìn)我們生活的方方面面,從航空航天領(lǐng)域的精密零件,到牙科醫(yī)生手中嚴(yán)絲合縫的支架,再到設(shè)計(jì)師手中精美的珠寶,都可以通過3D打印來完成。
事實(shí)上,不僅僅是精密元件,即使是巍峨的橋梁建筑,也可以通過3D打印來建造。具有1400多年歷史的趙州橋是世界上現(xiàn)存最早、保存最好的一座弧形單孔敞肩型石拱橋。作為“國際土木工程歷史古跡”,它在世界橋梁史上占據(jù)著非常重要的地位。趙州橋無論從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是施工建造、造型美學(xué)方面,均對(duì)現(xiàn)代橋梁的科學(xué)設(shè)計(jì)以及合理施工具有指導(dǎo)意義。這座有著1400多年歷史的古韻橋梁,如果,遇到現(xiàn)代的3D打印,會(huì)觸碰出怎樣的火花?

2019年9月30日,河北工業(yè)大學(xué)3D打印仿古趙州橋順利竣工。據(jù)河北工業(yè)大學(xué)新聞網(wǎng)報(bào)道,“3D打印作為一項(xiàng)新興技術(shù),是一種全新的顛覆傳統(tǒng)的建造模式。裝配式混凝土3D打印趙州橋借鑒已建成3D打印建筑的建造經(jīng)驗(yàn),引入BIM虛擬仿真技術(shù)、現(xiàn)代化智能監(jiān)測手段,采用模塊化打印技術(shù),對(duì)節(jié)點(diǎn)裝配形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),在現(xiàn)場直接進(jìn)行裝配式建造,為傳統(tǒng)橋梁賦予現(xiàn)代氣息,充分實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)新型化、材料功能化、施工虛擬化、裝配模塊化和監(jiān)測智能化,是我校將綠色智慧建造理念成功運(yùn)用于產(chǎn)學(xué)研道路上邁出的重要一步。

相比傳統(tǒng)的施工建造,3D 打印是提供無需模板與支撐,節(jié)省約1/3的建筑材料和2/3的人工,高度自動(dòng)化的打印過程可大大提高建造效率,是推動(dòng)裝配式建筑與智能建造發(fā)展的革新技術(shù)。該技術(shù)可大大提高建造效率,也不因結(jié)構(gòu)的幾何復(fù)雜程度而增加成本;可大大減少對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的污染,是推動(dòng)裝配式建筑與智能建造發(fā)展的革新技術(shù);3D打印橋梁過程中,內(nèi)嵌了許多傳感器,用于24小時(shí)對(duì)橋梁進(jìn)行健康監(jiān)測,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)受力等問題并予以排除,保證安全第一的同時(shí),也體現(xiàn)了智能化集成。發(fā)展3D打印技術(shù)為核心的智能建造,可推進(jìn)建筑行業(yè)向綠色化、工業(yè)化、智能化的方向發(fā)展,助力國家建筑工業(yè)化進(jìn)程?!?/p>
3D打印趙州橋的嘗試也為古橋修復(fù)、復(fù)建和保護(hù)提供了新思路。例如有一些塔、橋、城墻等古建筑確實(shí)破損嚴(yán)重卻有很高的文物價(jià)值,可以考慮將古建筑或建筑遺址整體搬遷并保存,再3D打印仿古建筑提供旅游開發(fā),同時(shí)為保護(hù)古建筑提供資金,形成良好的循環(huán)。