隨著(zhù)3D打印建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，其對整個(gè)建筑行業(yè)的影響在不斷加深。日前，全球首個(gè)原位3D打印雙層示范建筑在廣東成功完成主體結構，意味著(zhù)我國建筑3D打印技術(shù)在某些應用方面已經(jīng)超越了國外同行，未來(lái)有望深度改變我們的生活。

兩層樓高7.2米，一層墻，顏色灰突出。在摩天大樓拔地而起，許多地標性建筑表現出特色的今天，這樣的小建筑看起來(lái)很普通。

但是，如果這座小樓是3D打印出來(lái)的呢？

這座小建筑不尋常。

11月17日，中建二局廣東建設基地。高金屬框架站在地面上，噴灑混凝土材料的印刷頭懸掛，可以實(shí)現XYZ軸三個(gè)方向的自由移動(dòng)。此時(shí)，連續“噴墨”幾十個(gè)小時(shí)的建筑3D打印機已經(jīng)完成了工作——這棟其貌不揚的小樓就是它的作品。

小樓有世界上第一座原位3D印刷雙層示范建筑的名字。其特殊性是原位3D打印的建筑物，是不組裝、在現場(chǎng)直接打印主體的建筑物，也是首次使用該技術(shù)成功的雙層建筑物。同時(shí)，這也意味著(zhù)中國建筑3D打印技術(shù)與國際同步發(fā)展，甚至在一些應用方面超越了國外同行。從這個(gè)角度來(lái)看，這座小樓不一般。

3D打印技術(shù)誕生于1990年代中期。一般來(lái)說(shuō)，這是以數字模型文件為基礎用粉末狀金屬和塑料等粘接材料，通過(guò)逐層印刷構造物體的技術(shù)，在航空宇宙、醫療產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域得到應用，但在建筑方面得到應用還很少見(jiàn)。

中國建筑技術(shù)中心材料工程研究所所長(cháng)助理霍亮說(shuō):3D打印建筑的基本原理和一般打印機一樣，需要打印機體、頭、油墨、紙?！比绻呀ㄖ闹艽罱ǖ慕饘倏蚣芤曌鞔蛴C的機體，那么噴吐混凝土的“打印頭”就相當于打印機的噴頭。建筑打印用的“油墨”可不是普通的混凝土，而是為打印施工特殊配制的打印材料。當然，紙也很重要。施工前，工人在地下埋入鋼筋，相當于紙。印刷頭通過(guò)一圈連續吐出寬5厘米、厚2.5厘米的印刷材料，通過(guò)層層堆積墻面，不到30小時(shí)就可以印刷占地面積約120平方米的一層墻面。另外，在印刷過(guò)程中，隨著(zhù)墻壁的上升，需要根據圖紙安裝鋼筋，動(dòng)態(tài)延伸紙。

工人在混凝土砂漿還沒(méi)有凝固的時(shí)候，可以在墻底開(kāi)個(gè)洞，為墻內的鋼筋籠和地基的鋼筋焊接留出空間。中建二局廣東建設基地有限公司科技部副社長(cháng)黃云補充說(shuō):手感像切蛋糕，操作方便。

印刷技術(shù)不尋常。

不說(shuō)現場(chǎng)的感覺(jué)，從技術(shù)層面說(shuō)明建筑物的印刷過(guò)程也不復雜。首先，通過(guò)計算機軟件完成模型分割，然后將三維圖形信息轉換為印刷路徑，同時(shí)計算印刷速度，輸送泵將印刷材料輸送到印刷頭，印刷頭按照設定程序進(jìn)行三維移動(dòng)，建筑構件印刷。這次印刷占地面積約120平方米的一樓墻面，不到30小時(shí)。

但是，新技術(shù)簡(jiǎn)單易行的背后是科學(xué)技術(shù)力量的強大支持。

一是印刷材料不尋常。寬5厘米、厚2.5厘米的混凝土材料復蓋一層，下層混凝土凝結緩慢，強度不足，無(wú)法支撐上層材料的重量，墻面變形或倒塌的可能性過(guò)快，各層材料與上層材料的有效粘接難以實(shí)現。如何讓混凝土滿(mǎn)足3D打印建筑的需求，本身就是個(gè)難題。我們通過(guò)反復試驗，在普通混凝土中添加外加劑，調節材料的粘稠度和凝結時(shí)間，解決了這個(gè)問(wèn)題?；袅琳f(shuō)。

二是原位3D打印建筑技術(shù)不尋常?？陀^(guān)地看，在建筑行業(yè)引進(jìn)3D打印技術(shù)已有先例，但大部分應用都在工廠(chǎng)完成。工廠(chǎng)印刷了可組合成型的各種建筑部件，搬到建筑所在地組裝。原始3D印刷建設技術(shù)可以實(shí)現原始印刷，即在現場(chǎng)直接印刷主體，無(wú)需二次組裝，需要克服室外環(huán)境變化帶來(lái)的一系列挑戰。對此，施工人員在建筑周邊裝備噴霧設施，用于打印中的保濕和打印后的混凝土養護?！帮堃豢谝豢诔?，樓要一層一層印。在一層墻體打印完成后，我們還需養護至少3天，確保材料強度達到可開(kāi)展下階段施工的條件?！敝薪ǘ謴V東建設基地有限公司總工程師蘇鎧說(shuō)。

三是建造難度不尋常。此次實(shí)踐采用輪廓技術(shù)，分為內外兩層印刷，印刷的墻壁中空，容易添加保溫填充物。使該技術(shù)成功應用于難易度較高的雙層建筑建設，一個(gè)突破。