11月17日下午，一棟7.2米高的雙層辦公樓在中建二局廣東建設(shè)基地拔地而起，這棟“不起眼”的建筑物卻吸引了業(yè)界驚嘆的目光。原來，這座建筑物的主體結(jié)構(gòu)是現(xiàn)場(chǎng)“打印”出來的，中建機(jī)械制造的建筑3D打印機(jī)就是它的“建造者”。這座被“打印”出來的辦公樓是“世界首例原位3D打印雙層示范建筑”，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。
打印頭繞著圈圈吐材料
“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�！敝袊�(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。
如果把建筑四周搭建的金屬框架視作打印機(jī)的機(jī)體，那么噴吐混凝土的打印頭就相當(dāng)于一般打印機(jī)的噴頭，但它噴出的“油墨”不是一般的混凝土，而是需要特別配制的3D打印建筑噴吐混凝土。
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)過層層堆積建造墻面。“我們通過反復(fù)試驗(yàn)，在一般的混凝土砂漿中添加了外加劑，通過調(diào)節(jié)材料黏稠度和凝結(jié)時(shí)間，開發(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�！被袅琳f。
“施工前，我們?cè)诘叵骂A(yù)埋了鋼筋籠，這就相當(dāng)于‘打印紙’�！敝薪ǘ謴V東建設(shè)基地有限公司科技部副經(jīng)理黃云說，“在打印過程中，隨著墻體的不斷長(zhǎng)高，還得按照?qǐng)D紙去加裝鋼筋。”
目前，3D打印技術(shù)主要用在房屋建造過程中的主體施工階段，還無法打印鋼筋，鋼筋布置還需要依靠人工。
主體打印部分僅需3天
從傳統(tǒng)工藝特點(diǎn)來說，曲面造型設(shè)計(jì)的建筑不論是現(xiàn)場(chǎng)澆注成型，還是工廠預(yù)制構(gòu)件，模具工程成本高且不易實(shí)現(xiàn)�！敖ㄖ�3D打印技術(shù)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。
3D打印建筑可充分利用打印智能控制，使建筑一次成型，節(jié)約材料60%，還可減少建造過程中的工藝損耗和能源消耗。“我們這個(gè)項(xiàng)目建筑面積約230平方米，分為上下兩層，打印部分為墻體和構(gòu)造柱，主體打印部分僅需3天�！被袅琳f，“由于3D技術(shù)打印房屋全部使用機(jī)械自動(dòng)化操作，以往要十二、三名工人操作的項(xiàng)目少一半人完全沒問題”。
某些方面超越國(guó)外同行
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。經(jīng)過3年的技術(shù)攻關(guān)，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)。霍亮說：“目前，國(guó)內(nèi)外建筑3D打印技術(shù)同步發(fā)展，中國(guó)建筑行業(yè)在某些應(yīng)用方面甚至已經(jīng)超越國(guó)外同行�！�
“打印小樓”的三大技術(shù)突破
●原位打印，即現(xiàn)場(chǎng)直接將主體打印成型，無需二次拼裝
●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
●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
責(zé)任編輯：王磊
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