相信嗎？未來(lái)，你有可能住進(jìn)3D打印出來(lái)的房子。幾天前，世界首例原位3D打印雙層示范建筑成功完成主體打印，讓聽(tīng)起來(lái)匪夷所思的事多了些真實(shí)感。同時(shí)，這標(biāo)志著原位3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。這也是世界首例原位3D打印雙層示范建筑。
據(jù)介紹，一棟7.2米高、面積230平方米的雙層辦公樓，打印完成凈用時(shí)不到60小時(shí)，建成后可用于辦公和展示，房屋壽命可達(dá)30~50年，節(jié)約材料60%。
究竟，這房子是如何被打印出來(lái)的呢？
3D打印主要應(yīng)用于主體施工階段
打印機(jī)體、噴頭、油墨、打印紙一樣不能少
3D打印建筑的基本原理與一般打印機(jī)一樣，要有打印機(jī)體、噴頭、油墨、紙張。建筑物四周搭建的金屬框架可被視作打印機(jī)的機(jī)體；在施工前，地下預(yù)埋了鋼筋籠，相當(dāng)于一般的打印紙；噴吐混凝土的打印頭相當(dāng)于打印機(jī)的噴頭，但它噴出的“油墨”卻不是一般的混凝土，而是需要特別配制的?！拔覀兺ㄟ^(guò)反復(fù)試驗(yàn)，在一般的混凝土砂漿中添加了外加劑，通過(guò)調(diào)節(jié)材料黏稠度和凝結(jié)時(shí)間，終于開(kāi)發(fā)出了3D打印所需要的混凝土，而且它的強(qiáng)度能達(dá)到C40-C60，完全滿足建筑強(qiáng)度的要求。”中國(guó)建筑技術(shù)中心材料工程研究所所長(zhǎng)助理霍亮介紹說(shuō)。
3D打印技術(shù)主要用在房屋建造過(guò)程中的主體施工階段。3D打印建筑噴吐混凝土和傳統(tǒng)施工澆筑混凝土一樣，要一次完成，不能間斷。打印頭通過(guò)一圈一圈連續(xù)噴吐寬5厘米、厚2.5厘米的打印材料，經(jīng)過(guò)層層堆積建造墻面。目前，3D打印還無(wú)法打印鋼筋，鋼筋布置還需要依靠人工。
推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化發(fā)展
原位3D打印是對(duì)現(xiàn)有施工技術(shù)的強(qiáng)有力補(bǔ)充
這座世界首例原位3D打印雙層示范建筑的厲害之處主要在于“原位”二字。相較于過(guò)去的3D打印技術(shù)，它有3方面突破：一是原位打印，即現(xiàn)場(chǎng)直接將主體打印成型，無(wú)需二次拼裝；二是采用輪廓工藝，即打印出的墻體是中空的，方便添加保暖填充物；三是首次將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到雙層建筑上，結(jié)構(gòu)難度更大。雖然目前3D打印技術(shù)沒(méi)有真正批量應(yīng)用在建筑工程中，但原位3D打印技術(shù)的成功應(yīng)用，無(wú)疑為3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的推廣奠定了基礎(chǔ)。它與現(xiàn)有施工技術(shù)是互補(bǔ)和相互依靠的關(guān)系，研發(fā)及應(yīng)用這一技術(shù)不是要替代現(xiàn)有施工技術(shù)，而是將其作為對(duì)現(xiàn)有施工技術(shù)的一個(gè)強(qiáng)有力補(bǔ)充。
“建筑3D打印技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)智能控制實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件及建筑免模板的施工工藝，在曲面建筑和穹頂式建筑建造上具有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為設(shè)計(jì)師自由創(chuàng)作提供了可能?！敝袊?guó)建筑技術(shù)中心材料所所長(zhǎng)張濤說(shuō)。3D打印技術(shù)被認(rèn)為將推動(dòng)制造業(yè)的數(shù)字化發(fā)展，在3D打印的世界里，建筑師、工程師和建筑工人將借助科技之力，將建筑與3D打印結(jié)合，完成對(duì)現(xiàn)有建筑技術(shù)的再造。
與世界同步
中國(guó)3D打印技術(shù)亮相國(guó)際舞臺(tái)引關(guān)注
這棟世界首例原位3D打印雙層示范建筑是由中建股份技術(shù)中心和中建二局華南公司聯(lián)合立項(xiàng)課題《建筑3D打印技術(shù)研究與應(yīng)用示范》的展示工程。課題成立之初，建筑3D打印的研究剛剛起步。經(jīng)過(guò)3年的技術(shù)攻關(guān)，完成了多種3D打印材料體系、架體結(jié)構(gòu)、輸料系統(tǒng)、控制軟件的開(kāi)發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從小到大的突破，獲得建筑3D打印材料、設(shè)備類專利13項(xiàng)，軟件著作權(quán)4項(xiàng)，專業(yè)著作1部，外觀專利1項(xiàng)，全面引領(lǐng)國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究。
中國(guó)建筑技術(shù)中心主編的《混凝土3D打印技術(shù)規(guī)程》已經(jīng)起草完畢，目前處于征求意見(jiàn)階段；技術(shù)中心關(guān)于3D打印的相關(guān)研究成果先后在第27屆澳大利亞混凝土?xí)h和第69次RILEM技術(shù)交流會(huì)議上進(jìn)行技術(shù)交流，在美國(guó)第31屆固廢技術(shù)與管理國(guó)際會(huì)議和第15屆水泥化學(xué)國(guó)際會(huì)議上進(jìn)行了主題報(bào)告，受到了國(guó)外專家的關(guān)注和高度認(rèn)可。中國(guó)3D打印建筑水平被認(rèn)為已與世界同步發(fā)展，在某些應(yīng)用方面已超越國(guó)外同行。
