通过人机结合模式实现商业化 最终发展到多种材料混合印刷

2021-10-02 10:31:54
导读大家好,我是本栏目的编辑郝帅。现在我给大家解释一下上面的问题,说规模是3D打印行业爆发的关键。要想在航空航天、汽车等工业应用之外,找

大家好,我是本栏目的编辑郝帅。现在我给大家解释一下上面的问题,说规模是3D打印行业爆发的关键。要想在航空航天、汽车等工业应用之外,找到一个具有规模潜力的工业应用,建筑行业无疑是一条极具想象力的赛道。2018年,国内建筑业产值将达到23万亿元。即使去掉高层建筑等3D打印技术无法实现的部分,也将是一个值得期待的潜在万亿市场。

那么,有机会打造3D打印吗?对此,36Kr近日专访了Space Grey联合创始人庞立安,就打造3D打印的商业模式及相关技术进行探讨。

商业模式

航天灰的核心产品是自动化软件系统和柔性印刷设备。其计划盈利模式为印刷设备销售、印刷服务、耗材销售和信息化模式销售。前期以印刷设备销售为主,并提供相应的技术培训服务。目前团队还处于研发阶段,巴西HUPI建筑公司、马来西亚SERBA DINMIK GROUP、澳大利亚SMT公司、乌兹别克斯坦商务部都在谈客户。

3天建成25平米建筑,“太空灰”想通过人机融合模式打开建筑3D打印市场。

与其他竞争产品相比,航天灰的核心竞争力体现在以下几点:

1)软件层面:采用自主研发的3D打印软件,可根据项目需求定制,切片软件导入后1~2秒内可将建筑图纸自动转换成打印程序。目前,该团队拥有10项软件专利和13项正在申请的版权。

2)硬件层面:采用自主研发的3D建筑打印机,可根据项目需求自由修改,便于运输和拆卸。该设备可实现灵活操作,打印速度可达500mm秒,解决了其他建筑3D打印机无法停机造成的材料浪费和异常困难的问题,为人机协同作业创造了条件。

3)工艺层面:采用一次成型印刷技术,无需模具支撑即可现场直接印刷。同时,通过自主研发的添加剂和配套材料,直接使用普通水泥作为建筑原料,最大限度地降低了印刷成本,符合环保要求。

3天建成25平米建筑,“太空灰”想通过人机融合模式打开建筑3D打印市场。

技术的关键在哪里?

与金属3D打印或其他树脂的快速成型相比,建筑3D打印在技术上采用了更传统的FDM式模式。其核心技术难点在于掌握材料的运输和凝固时间,以及各种材料的混合施工。

目前建筑3D打印的技术流派主要分为三类:

首先是使用特殊的合成材料。由于所用材料的高硬度,无需使用钢筋就可以直接打印墙壁。赢创科技就采用了这种技术。目前,这种方案的主要缺点是合成材料成本高。

第二种是多材料混合印刷。除了混凝土的3D打印,还需要钢筋的快速成型和粉末3D粘结技术作为有益的补充。但由于实现多材质混合印刷的技术门槛较高,目前还没有企业完全掌握。

第三类是人机结合。混凝土墙采用3D打印,墙与墙之间加钢筋的动作由人工补充完成。太空灰使用这种方法。人机一体化模式的下一步发展方向是无人化自动多料混合打印。

就技术而言,用3D打印建造整栋楼(别墅或多层)已经不是问题,关键在于设备过渡和运行的效率,以及由此产生的综合建造成本是否具有竞争力。

成本比较

据庞立安介绍,采用人机结合方式进行建筑3D打印,每平方米建设成本为300~600元,低于使用特殊合成材料所需的1000 ~ 2000元。同时,人机结合模式只需要两名现场操作人员,远低于传统施工方案的用工需求。此外,节省的总人工时间在人工成本方面比传统模式更经济。同时,因为不需要投模板等。采用人机结合的模式进行建筑3D打印相比传统模式可以节省大量的建筑材料。

另一方面,在时间成本方面。以一栋建筑面积100平方米、高度3米的多层建筑计算,目前建墙约需2-3天,浇顶棚约需3-5天(含等待凝固),比传统建筑方案要求的1个多月工期要短得多。

一般来说,与传统的建筑方式相比,Space Ash采用的3D建筑打印技术可以节省约50%~70%的时间成本、50%~80%的人工成本和40% ~ 50%的材料成本。

行业展望

在目前90亿3D打印的市场规模中,航空航天、医疗保健等五大应用领域约占市场需求的80%。相比之下,建筑3D打印2%的市场份额远远落后,还是一个冷门领域。

制约因素之一是缺乏相关法律法规。由于技术比较新,国家还没有针对3D打印建筑出台详细的管理办法,建筑行业又是对安全要求比较高的传统行业,所以国内的房地产开发商也不会愿意冒这个风险。

所以目前建筑3D打印应用最多的场景是小建筑、建筑模型、室内。但随着技术的进步,成本和效率的进一步提高,未来建筑的3D打印将不再局限于小结构的试点。一旦法律法规成熟,技术积累,成本达到提升资本效益的零点,就是行业爆发的起点。

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