MX3D宣布完成欧盟Horizon资助的PIONEER项目，成功验证混合WAAM（电弧增材制造）技术在土木工程领域的规模化应用潜力。该项目通过将传统轧制钢材与3D打印结构优化结合，实现关键受力区域精准增材，大幅提升结构承载能力，同时降低50%–75%的材料用量与碳排放。帝国理工学院与Limitstate等合作伙伴参与了结构设计、测试与验证。PIONEER建立了可复制的设计、制造与认证流程，推动金属3D打印从实验走向工业化应用。
MX3D，这家专注于机器人电弧增材制造（WAAM）的荷兰公司，宣布完成PIONEER项目。该项目由欧盟Horizon计划资助，MX3D在更广泛的欧洲联合体中担任试点生产线负责人。该项目的核心在于推动自动化设计、制造与认证工作流程的工业化，面向土木工程领域中结构优化的承载型混合钢构件。
项目中的一个核心合作伙伴是伦敦帝国理工学院，具体为由Leroy Gardner教授领导的结构工程系。自2016年以来，该机构一直与MX3D保持合作，从具有里程碑意义的MX3D桥项目开始，并延续至欧盟Horizon 2020的Integradde计划。帝国理工学院配备了全球最先进的MX3D MX系统之一，在整个项目过程中提供了结构设计专业知识、实验测试以及在真实载荷条件下的构件验证。
优化支持还来自英国工程软件公司Limitstate，其模块专门针对WAAM连接节点几何进行了校准。
MX3D主办了PIONEER项目的最终评审会议。图片来源：MX3D。
混合设计带来显著的结构性能提升
PIONEER试点生产线引入了一种新的制造方法，将传统轧制钢结构与参数化设计的WAAM构件相结合。该方法并非替代标准型材，而是通过仅在结构关键受力位置沉积打印材料来对其进行强化，从而在特定应用中将整体钢材用量和隐含碳排放降低多达50%至75%。
通过帝国理工学院测试项目的验证，确认了多项结构性能提升成果。在标准方形空心型钢上直接应用WAAM技术，使承载能力平均提升300%，而材料用量仅增加至原来的两倍。在工字梁高应力区域进行定向沉积，使其承载能力提升35%至84%，而质量仅增加5%至16%。项目的最终示范将这些成果整合，通过组装22个一次成型成功的WAAM打印节点，构建了一座长达10米的承重桁架。
从试点走向可投产应用
项目相关人员的表述强调了该技术从实验概念向可部署工业解决方案的转变。
伦敦帝国理工学院结构工程助理教授Pinelopi Kyvelou表示：“PIONEER项目证明，混合WAAM不仅仅是一个创新理念，更是一种在结构上可行的解决方案。通过对构件及全尺寸系统的系统性测试，我们不仅验证了性能提升，还证明了一致性与可靠性，这两点对于其在结构工程中的实际应用至关重要。”
MX3D研发经理Filippo Gilardi则从行业角度进行了总结：“从MX3D的角度来看，PIONEER表明WAAM可以融入混合基础设施的真实生产环境，并且已准备好从试点项目走向更广泛的工业应用，尤其是在我们将集成数字工作流程、3D扫描以及更智能的路径规划实际落地之后。”
MX3D主办了PIONEER项目的最终评审会议。图片来源：MX3D。
PIONEER试图弥合的行业鸿沟
标准钢型材具有可预测性且经过认证，但在设计上往往存在过度冗余，是基于最不利载荷情况在整个跨度范围内进行设计，而非针对实际应力集中区域进行优化。WAAM技术长期以来承诺提供一种更精准的方法，仅在需要的位置沉积材料，但由于缺乏集成的数字化流程和正式的审批框架，该技术一直局限于研究领域。PIONEER正是MX3D对此问题的回应：不仅在实验室中证明性能，还展示了一条可重复、可认证、可被行业采纳的完整流程。
WAAM夹具正在MX3D M1金属增材制造系统上进行3D打印。图片来源：MX3D。
类似的探索正在整个WAAM领域不断涌现。MX3D及其合作伙伴此前曾推出一种混合WAAM夹具，这是一种部分采用3D打印的管道组件，用于化工以及石油天然气行业中的高压泄漏密封。该成果同样源于欧盟Horizon 2020项目，并通过材料测试、工艺认证以及多方联合的无损检测进行了验证。
与此同时，DEEP Manufacturing在2026年初将其大规模WAAM业务扩展至休斯敦，面向能源、国防和海事领域，重点在于缩短高完整性构件的交付周期，这也表明该行业正从原型阶段迈向经过验证的实际应用阶段。
PIONEER提供了一个可复制的范式，其中打印钢与轧制钢并非竞争关系，而是互为补充。该项目所建立的框架，如今成为推动这一组合在土木基础设施中成为标准实践的最清晰路径。
