Part 01 明確需求
在您選擇購買混凝土(砂漿)3D打印機之前,首先需要明確自己的真實需求,以下幾個方面可供參考:
主要是用來教學、培訓為主,還是也要兼顧科研工作,其定位的不同,會涉及選擇打印機的類型和型號,可主要考慮有效打印范圍的大小;通常桌面級即可滿足教學培訓之需求,如有科研需求則應考慮實驗室級;
打印材料是以水泥基材料為主,還是以塑料、樹脂或金屬等材料為主,這要以教學目標為主,如果定位土木工程領域智能建造的施工環節,還是應采購混凝土(砂漿)3D打印機為宜;
對于打印機的樣式,更傾向于哪一種,框架式、龍門式還是機械臂型式,要結合教培研實際需求和經費預算情況來綜合考慮,框架式價格相對較低,機械臂式更有利于建筑設計自由,龍門式更適合于3D打印大尺寸建筑或構件;
Part 02 精挑細選
如采用開源軟件或其他行業3D打印軟件二次開發的控制系統(比如Simplify3D、SprutCAM等),對水泥基材料3D打印來說,會存在較多弊端,在打印簡單橫平豎直的模型時不明顯,但針對復雜異型結構模型打印則問題突出,且無法滿足3D打印建筑工程的需求,這也是造成各個廠家售價高低的重要因素。
控制系統的核心是各種算法的融合,除模型到打印路徑的轉換外,能自動進行打印路徑缺陷優化、最短打印路徑計算、根據打印路徑情況進行加減速等功能,都是提高打印效率、保證打印質量的關鍵因素,否則則需要人工編程完成。
能做到三維、二維模型直接導入打印控制系統,一鍵開打功能,可以大大提高效率;如采取離線編程、第三方切片方式,將模型先轉換成打印路徑的Gcode代碼后,再導入打印機進行打印,操作復雜度較高,使用者學習成本高。
采用預裝打印系統的電腦進行控制,以視窗模式和鼠標控制為主,并具備三維顯示功能為佳,更有利與打印過程各項參數的調整,保證打印制品的外觀、質量和性能;如采用PLC工控屏、觸摸屏控制方式,其功能性、相應速度及操作便捷性上均表現不佳。
打印頭系統應該具備二次攪拌、正轉、反轉、預擠料等諸多功能,應支持3mm精細化打印,方便教學、培訓等過程中小品打印,打印頭系統應與打印控制系統聯動,在打印過程中可實時顯示打印進度、打印材料用量和打印剩余時間等,并可隨時進行壞點處重復打印、斷點、跳點、隔日續打等功能。
進行大尺寸構件打印時,攪拌供給料系統應具備持續、穩定提供狀態近乎一致的打印材料功能,保證打印層間均勻度。攪拌供給料系統與打印控制系統聯動,根據打印工程各種實時狀態,可直接調整攪拌供給料系統的工作狀態。
如不想進行打印材料的研發,只側重于打印工藝、打印構件,選擇性能狀態穩定的打印材料就尤為重要,打印材料應經過大量打印制品、打印工程驗證,可打印性、可建造性、抗裂性及耐久性等指標有第三方認證為佳。
智能建造專業的教學、科研均是面向行業、面向工程的,檢驗打印機軟硬件實力的最好辦法就是工程實際應用,是否有重大典型工程,尤其以商業建筑為主,是檢驗3D打印機生產廠家技術實力最簡單的辦法。
智能建造是新方向,水泥基材料3D打印機的研發工作,很多是需要實現由0到1的突破,研發團隊的組成應該涵蓋算法開發、電氣自動化、機械設計、建筑結構、建筑材料等多學科多專業,缺少任何一個方向,均可造成系統性的缺失,比如本來是打印機的問題而靠打印材料來解決。研發隊伍的實力水平,決定了3D打印機的性價比。