WAAM技术如何降低钢结构能耗并提升设计精度

荷兰增材制造企业mx3d近日宣布，已成功完成由欧盟horizon计划资助的pioneer项目。该项目聚焦于利用waam（电弧增材制造）工艺，开发适用于工业场景的钢制混合承重部件，标志着该技术从实验室概念向实际工业应用的重大跨越。

waam技术的核心在于利用机器人辅助电弧焊，将金属丝材逐层堆积成型。mx3d携手科研与产业伙伴，重点攻克了承重构件在建筑行业中的自动化设计、生产及认证难题。其创新方案将传统热轧钢型材与参数化设计的增材强化部件相结合，关键在于将waam特有的设计规则前置到规划与审批阶段，确保材料仅在承载传递的关键节点进行精准添加。

据项目联盟评估，这种基于数字工作流的方法——融合3d数字化、优化刀具路径及全流程质量控制——可使钢材消耗量及灰渣排放量减少50%至75%。帝国理工学院leroy gardner教授团队在项目中扮演了核心角色，负责结构设计与实验验证。gardner教授指出，混合制造让工程师能重新思考钢结构设计，不再局限于标准型材，而是根据性能需求配置材料，从而构建更轻、更高效且更可持续的结构体系。

帝国理工学院助理教授pinelopi kyvelou强调，pioneer项目证实了waam混合技术不仅是创新概念，更是结构上可行的解决方案。通过1:1比例的部件与系统测试，团队成功展示了性能提升、一致性与可靠性，为结构工程中的实际落地奠定了坚实基础。演示的部件包括加强型空心管节点、局部优化的工字梁以及一座由22个增材节点组成的10米宽桁架。

mx3d研发总监filippo gilardi表示，pioneer项目证明waam已具备融入真实生产环境的能力，特别是针对小批量、高多样性及结构机械优化的钢结构场景，该技术已准备好从试点项目转向更广泛的工业应用。这一进展得益于mx3d集成的数字工作流、3d数字化及智能路径规划的实际落地。

值得注意的是，葡萄牙及整个欧洲建筑行业正面临严峻的碳减排压力，欧盟“绿色协议”对建筑全生命周期的碳排放设定了严格上限。在此背景下，waam等增材制造技术因其显著的减材增效特性，成为欧洲钢结构行业转型的关键技术路径。对于中国钢结构企业而言，mx3d的实践表明，将设计规则深度融入制造流程、构建全链路数字化体系，是突破传统材料限制、实现绿色制造的核心竞争力，值得在高端定制化构件生产中借鉴。