荷兰增材制造企业MX3D近日宣布,已圆满完成欧盟资助的Horizon PIONEER项目,成功将钢制混合承重部件的制造概念推向工业化应用阶段。该项目的核心在于利用机器人辅助电弧制造(WAAM)技术,通过电弧和金属丝逐层沉积材料,实现了传统钢材与增材制造部件的深度融合。
这一创新方法将传统热轧钢型材与参数化设计的增材加强件相结合。其关键突破在于,WAAM特有的设计规范被提前纳入规划与审批流程。材料仅在承载传递真正需要的部位进行添加,而非盲目填充。据项目联盟统计,根据不同应用场景,该工艺可使钢材消耗量和隐含碳排放降低50%至75%。这一成果建立在融合3D扫描、优化刀具路径及质量保障生产流程的数字化工作流基础之上。
伦敦帝国理工学院Leroy Gardner教授领导的团队在项目中发挥了核心作用。该团队多年来一直与MX3D合作研究3D打印钢结构,负责了项目的结构设计、实验测试及最终验证。Leroy Gardner指出:“混合制造让我们能重新思考钢结构设计,仅在材料效率最高的地方使用材料。不再局限于标准型材,我们可以更精确地设计性能,为更轻、更高效、更可持续的结构开辟新可能。”
帝国理工学院土木工程副教授Pinelopi Kyvelou强调:“PIONEER项目证明,WAAM混合技术不仅是创新理念,更是结构上可行的解决方案。通过系统性地对1:1比例的组件和系统进行测试,我们不仅验证了性能提升,更证明了其一致性和可靠性,这对工程结构的实际应用至关重要。”
项目验证的组件包括加强型空心型材节点、局部优化的工字梁以及包含22个增材制造节点的十米宽桁架。MX3D认为,这标志着WAAM技术已具备融入真实生产环境的能力。对于金属建筑行业而言,这在处理小批量、多品种且需兼顾结构与机械性能优化的场景中尤为重要。
MX3D研发总监Filippo Gilardi表示:“从我们的视角看,PIONEER项目证实WAAM可融入混合基础设施的真实生产环境,已准备好从试点项目迈向更广泛的工业应用。这得益于我们集成的数字化工作流、3D扫描技术及更智能的刀具路径规划在实际中的成功结合。”值得注意的是,原文末尾出现的关于Formlabs树脂及FDM打印机推荐列表属于广告内容,与本次行业新闻核心无关,故未纳入正文。
西班牙及欧洲地区在建筑工业化与绿色制造领域长期处于全球领先地位,欧盟“地平线”系列计划持续推动前沿技术落地。WAAM技术通过减少材料浪费和降低运输重量,契合欧洲严格的碳减排目标。对于中国钢铁与建筑行业而言,这种“按需制造”的数字化路径提供了重要参考:在追求高质量发展的当下,将增材制造与传统工艺结合,不仅能优化结构性能,更是实现双碳目标的有效技术路径,值得在高端装备制造与复杂节点施工中深入探索。
