西雅圖摩天大樓中將安裝由3D打印節點組裝的幕墻

魔猴君  行業資訊   2047天前

提到3D打印在建筑中的應用，最令人印象深刻的是通過大型3D打印設備和混凝土材料建造的房屋模塊結構或橋梁。這些3D打印的建筑展示了數字化建造技術的潛力，包括實現傳統制造技術難以實現的從力學到升學，再到美學的結合；在制造建筑物結構時，預留出水管、管路等管線的位置，使得建造過程更加智能化等等。近日，一座正在美國西雅圖進行建造的摩天大樓，將在進行外部幕墻建造的過程中使用140個金屬3D打印的節點。

3D打印節點實現

更好的尺寸精度和可重復性

應用3D打印節點的大樓為西雅圖的新雷尼爾廣場塔（Rainier Square Tower），該建筑將在2020年完工，成為西雅圖第二高的建筑。這座建筑高58層，樓體采用傾斜式的設計，也就是說建筑物的每個樓層將從前一個樓層向后退一步。這樣的傾斜式結構，增加了外部幕墻鋪設的難度。

承擔這棟大樓外部幕墻建造任務的Walters＆Wolf 公司在做設計方案時，決定采用一種訂制化的幕墻系統來完成這一任務。在這個訂制化幕墻系統中，起到關鍵作用的是一批特殊的鋁金屬節點。Walters＆Wolf 與數字化制造公司3Diligent合作進行節點的設計與制造。在設計時，3Diligent提供了兩種制造方案供Walters＆Wolf 選擇。一種方案是采用熔模鑄造工藝制造的鋁節點，另一種方案是采用金屬3D打印技術制造的鋁節點。

由于采用的制造工藝不同，兩種節點的設計方案也是不同的。Walters＆Wolf 在使用兩種工藝制作的樣品節點組裝成幕墻單元并進行測試后發現，3D打印節點在尺寸精度和結構可重復性方面更能夠滿足新雷尼爾廣場塔幕墻建造的需要。

3D打印節點為V形結構，它們的作用是將一塊塊被切割為方塊形狀的幕墻結構組裝在一起。而每一塊薄薄的幕墻結構通過節點組合在一起之后，形成新雷尼爾廣場塔外部所呈現出的傾斜效果。

總結

制造建筑物部件的應用是金屬3D打印技術的一個利基市場。根據3D科學谷的市場觀察，世界上最大的工程顧問公司之一奧雅納早在2015年（甚至是在更早的時間）就在嘗試通過用粉末平臺選區激光熔融金屬3D打印技術制造建筑結構中所需的鋼結構部件。

奧雅納在設計時挖掘了金屬3D打印技術在制造輕量化、異形零部件方面的潛力。在該結構的設計中，設計師根據力學性能指標，采用拓撲優化的方法來調整材料的布局。原始的三維幾何、載荷方向、材料特性、壓力、允許的空間連接和處理、固定孔的直徑、重量和材料的減少等因素都被考慮進來。在設計迭代的過程中，奧雅納所設計的3D打印結構件相比傳統結構件直接重量減少了75%。除此之外，由于在結構件設計上所做的優化，奧雅納發現3D打印結構件將在施工過程中減少相關費用和減少浪費。

來源：中國3D打印網