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作者︰ 來源︰ 時間(jian)︰2019/12/19 16:53

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隨著3D打印建築技術的不斷發展,其對整個建築行業的影響在不斷加深。日前,“世界首例(li)原位3D打印雙層示範建築”在廣東成功完成主體結構(gou),意味著我國建築3D打印技術在某些(xie)應用方面(mian)已經超越國外同行,未來有(you)xing)釗 謀湮頤塹納huo)。

兩層小樓,7.2米(mi)高,一層層疊起的牆體,顏(yan)色(se)灰突突的。在一棟棟摩天大廈(xia)拔(ba)地而起、眾多(duo)地標(biao)性建築彰(zhang)顯特色(se)的今天,這樣一棟小樓,顯得很(hen)平常。

但是(shi),如(ru)果這棟小樓是(shi)“3D打印”bei)隼吹哪兀1月17日,中建二局廣東建設基地。一個高大的金屬框架立在地面(mian),噴吐混(hun)凝土材料的“打印頭(tou)”懸(xuan)掛其上,可以實現XYZ軸3個方向上的自za)梢貧dong)。此時bao)  xu)“噴墨”幾十(shi)個小時的建築3D打印機已經完成了工作——這棟其貌不揚的小樓就是(shi)它的作品。

小樓有(you)個響當當的名(ming)號——“世界首例(li)原位3D打印雙層示範建築”。其特殊(shu)性在于,它是(shi)qie)歡啊霸 D打印”bei)隼吹慕ㄖ shi)qie)歡安揮悶醋啊 諳殖 苯詠 魈宕蠐﹞尚蔚慕ㄖ 彩shi)qie)歡笆狀臥擻謎庀羆際醪 曬ν瓿傻乃 憬ㄖM 保(bao) 庖慘 蹲盼夜ㄖD打印技術與國際同步發展,甚至(zhi)在某些(xie)應用方面(mian)已經超越國外同行。從這個角度看,這棟小樓不尋常。

3D打印技術誕生于上世紀90年代中期。一hua)閎餃  饈shi)qie)恢忠允zi)模型(xing)文件(jian)為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可黏合(he)材料,通過(guo)逐層打印的方式來構(gou)造物體的技術,在航空航天、醫療產業等領域(yu)都有(you)應用,而應用在建築方面(mian)還很(hen)少見(jian)。

中國建築技術中心(xin)材料工程研究所所長助(zhu)理霍亮介紹︰“3D打印建築的基本原理與一hua)憒蠐』謊  you)打印機體、噴頭(tou)、油墨、紙(zhi)張。”如(ru)果把(ba)建築四周搭建的金屬框架視(shi)作打印機的機體,那麼噴吐混(hun)凝土的“打印頭(tou)”就相當于打印機的噴頭(tou)。建築打印用的“油墨”可不是(shi)普(pu)通的混(hun)凝土,而是(shi)為打印施工特殊(shu)配(pei)制的打印材料。當然,“紙(zhi)張”也十(shi)分(fen)重要。在施工前,工人在地下預(yu)埋(mai)鋼zhi)睿 餼拖嗟庇 爸zhi)張”了。打印頭(tou)通過(guo)一圈(quan)一圈(quan)連續(xu)噴吐寬5厘(li)米(mi)、厚2.5厘(li)米(mi)的打印材料,經過(guo)層層堆積建造牆面(mian),不到30個小時就能打印完佔地面(mian)積約120平方米(mi)的一層樓牆面(mian)。而且(qie)在打印過(guo)程中,隨著牆體不斷升高,還需(xu)要按照圖紙(zhi)加裝鋼zhi)睿 埂爸zhi)張”實現動(dong)態延(yan)伸。

且(qie)不說(shuo)現場觀感,從技術層面(mian)描(miao)述建築的“打印”過(guo)程也不復雜(za)︰he)仁shi)通過(guo)計(ji)算機軟件(jian)完成模型(xing)分(fen)割(ge);接著將三維圖形信息轉化成打印路(lu)徑,同時計(ji)算出打印速度;然後(hou)輸(shu)送泵將打印材料送至(zhi)打印頭(tou),打印頭(tou)再按照設定程序進行三維走位,建築構(gou)件(jian)就被“打印”bei)隼戳恕4舜未蠐⊥瓿燒嫉孛mian)積約120平方米(mi)的一樓牆面(mian),用時不到30個小時。

然而,新(xin)技術簡(jian)單易行的背(bei)後(hou)是(shi)科(ke)技力量的強大支撐。

一是(shi)打印材料xi)謊俺!?厘(li)米(mi)、厚2.5厘(li)米(mi)的混(hun)凝土材料一層覆蓋qie)徊悖 ru)果下層混(hun)凝土凝結慢,強度不夠,就無(wu)法支撐上xi)悴牧系鬧亓浚 you)可能導致(zhi)牆面(mian)變形甚至(zhi)垮塌(ta);如(ru)果凝結得太快,每一層材料與上xi)悴牧系撓you)效黏合(he)又難以實現。如(ru)何讓混(hun)凝土滿足3D打印建築的需(xu)求(qiu),本身就是(shi)個難題。“ba)頤峭 guo)反復試(shi)驗,在普(pu)通混(hun)凝土中添加了外加劑,通過(guo)調(diao)節材料黏稠度和(he)凝結時間(jian),解決了這一問題。”霍亮說(shuo)。

二是(shi)原位3D打印建築技術不尋常。客觀地看,在建築行業引入“3D打印”技術已yan)邢壤li),但大部分(fen)應用都在工廠中xing)瓿傘9??蠐﹞瞿芄蛔楹he)拼裝成形的各(ge)種zhi)ㄖgou)件(jian),然後(hou)搬運shuo)澆ㄖ詰亟釁醋啊6 D打印建造技術可以實現原位打印,即在現場直接將主體打印成形,無(wu)需(xu)二次拼裝,這需(xu)要克服戶外環境變化帶來的一系列挑戰。對此,施工人員(yuan)在建築周邊裝備噴霧(wu)設施,用于打印中的保(bao)濕和(he)打印後(hou)的混(hun)凝土養護(hu)。“飯(fan)要一口一口吃,樓要一層一層印。在一層牆體打印完成後(hou),我們還需(xu)養護(hu)至(zhi)少3天,確(que)保(bao)材料強度達到可開展下階段施工的條(tiao)件(jian)。”中建二局廣東建設基地有(you)限公司總工程師(shi)甦鎧說(shuo)。

三是(shi)建造難xun)炔謊俺!4舜問導 ta)們采用輪廓工藝,分(fen)內外兩層打印,打印出的牆體是(shi)“空心(xin)”的,方便添加保(bao)暖(nuan)填充物。而將這項技術成功運用到難xun)雀蟺乃 憬ㄖㄔ焐希 shi)qie)恢滯黃啤/p>

〔據新(xin)華網〕


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