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                從“試驗田”到“風向標”——走近世界首例原位3D打印雙層示范建筑

                2019-11-29 17:09:22 591

                從“試驗田”到“風向標”——走近世界首例原位3D打印雙層示范建筑

                相信嗎?未來,你有可能住進3D打印出來的房子。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,讓聽起來匪夷所思的事多了些真實感。同時,這標志著原位3D打印技術在建筑領域取得突破性進展。這也是世界首例原位3D打印雙層示范建筑。據介紹,一棟7.2米高、面積230平方米的雙層辦公樓,打印完成凈用時不到60小時,建成后可用于辦公和展示,房屋壽命可達30~50年,節約材料60%。

                究竟,這房子是如何被打印出來的呢?

                3D打印主要應用于主體施工階段

                打印機體、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一樣,要有打印機體、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的機體;在施工前,地下預埋了鋼筋籠,相當于一般的打印紙;噴吐混凝土的打印頭相當于打印機的噴頭,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^反復試驗,在一般的混凝土砂漿中添加了外加劑,通過調節材料黏稠度和凝結時間,終于開發出了3D打印所需要的混凝土,而且它的強度能達到C40-C60,完全滿足建筑強度的要求?!敝袊ㄖ夹g中心材料工程研究所所長助理霍亮介紹說。

                  3D打印技術主要用在房屋建造過程中的主體施工階段。3D打印建筑噴吐混凝土和傳統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噴吐寬5厘米、厚2.5厘米的打印材料,經過層層堆積建造墻面。目前,3D打印還無法打印鋼筋,鋼筋布置還需要依靠人工。

                推動制造業數字化發展

                原位3D打印是對現有施工技術的強有力補充

                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。相較于過去的3D打印技術,它有3方面突破:一是原位打印,即現場直接將主體打印成型,無需二次拼裝;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;三是首次將這項技術運用到雙層建筑上,結構難度更大。雖然目前3D打印技術沒有真正批量應用在建筑工程中,但原位3D打印技術的成功應用,無疑為3D打印技術在建筑領域的推廣奠定了基礎。它與現有施工技術是互補和相互依靠的關系,研發及應用這一技術不是要替代現有施工技術,而是將其作為對現有施工技術的一個強有力補充。


                “建筑3D打印技術是基于計算機智能控制實現建筑構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勢,同時為設計師自由創作提供了可能?!敝袊ㄖ夹g中心材料所所長張濤說。3D打印技術被認為將推動制造業的數字化發展,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打印結合,完成對現有建筑技術的再造。

                與世界同步

                中國3D打印技術亮相國際舞臺引關注

                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中心和中建二局華南公司聯合立項課題《建筑3D打印技術研究與應用示范》的展示工程。課題成立之初,建筑3D打印的研究剛剛起步。經過3年的技術攻關,完成了多種3D打印材料體系、架體結構、輸料系統、控制軟件的開發工作,實現了從無到有、從小到大的突破,獲得建筑3D打印材料、設備類專利13項,軟件著作權4項,專業著作1部,外觀專利1項,全面引領國內學術領域的研究。

                中國建筑技術中心主編的《混凝土3D打印技術規程》已經起草完畢,目前處于征求意見階段;技術中心關于3D打印的相關研究成果先后在第27屆澳大利亞混凝土會議和第69次RILEM技術交流會議上進行技術交流,在美國第31屆固廢技術與管理國際會議和第15屆水泥化學國際會議上進行了主題報告,受到了國外專家的關注和高度認可。中國3D打印建筑水平被認為已與世界同步發展,在某些應用方面已超越國外同行。


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