3D打印框架结构助瑞士学生团队摘得26届水泥轻舟赛桂冠--中国3D智造网

一支来自瑞士苏黎世联邦理工学院 (ETH Zurich)的团队利用3D打印船只就在第26届水泥轻舟赛(所谓的水泥轻舟赛就是在高校学生团体之间进行的水泥轻舟设计、制作和竞速的综合赛事。水泥轻舟是用水泥制作的类似皮划艇的小船。)中荣获设计创新第一名的荣耀。

在这第26届水泥轻舟赛中，有1000多人参加了该项比赛。而ETH Zurich极具创新性的采用3D打印建筑模板的独木舟，已经连续三年获得设计创新一等奖。

这个名为SkelETHon的水泥轻舟是苏黎世联邦理工学院，数字建筑技术(DBT)和建筑材料物理化学(PCBM)集团合作的成果。DBT提供了计算设计和数字制作的专业知识，而PCBM集团负责开发用于制造船体结构的水泥混合料和基于施工的工艺。

SkelETHon水泥轻舟重达114千克，该长四米的船只采用了多种制作技术制作而成。对于设计而言，DBT提供了自由模板软件来制作轻舟错综复杂的设计和结构。

为了制作这只水泥轻舟，ETH团队首先3D打印出一个亚毫米级的薄塑料模板，然后采用超高性能的纤维增强混泥土材料铸造。这种钢筋增强混凝土几乎是各向同性的均值材料。该船只骨架重约4千克，并且具有高分辨率的表面纹理，其精度达0.5毫米。

ETH解释说，这种纹理旨在增加模板和外皮之间的接触面积。骨架模板本身被设计为使用拓扑和形状优化算法来减少轻舟设计所需的材料并将其重新分布在骨架状结构中，以便保持轻舟的最大韧性。船的外层涂覆了3mm厚防水混凝土以防止船只浸水。

施工工艺流程使得一个非常复杂的混凝土轻舟骨架变得可能，而且轻舟骨骼的直径只有15毫米，这是不可能用任何其他数字制造技术制造的。3D打印这种珍贵的制作工艺，为该水泥轻舟的制作成功提供了技术支持。