中建二局广东建设基地的世界首例原位3D打印双层示范建筑。
■ 中国妇女报·中国妇女网记者 陈姝
近日，中建机械制造的建筑3D打印机在中建二局广东建设基地完成了一栋双层办公楼主体结构的打印，它是“世界首例原位3D打印双层示范建筑”。这标志着原位3D打印技术在建筑领域取得突破性进展。3D打印技术能打印出一套自己喜欢的房子吗？建筑3D打印技术与传统技术有什么区别？对此，中国妇女报·中国妇女网记者采访了华商陆海科技有限公司（简称华商陆海）创始人吴建平等相关专家。早在2018年，华商陆海就成功打印出北京“新温莎城堡”别墅。
建筑3D打印机实现数控技术
据前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》数据显示，2017年我国3D打印产业规模预估达到173亿元，到2020年产业规模有望突破500亿元，前景可观。
建筑3D打印机有什么优点？吴建平告诉记者，“新温莎城堡”的完工，如按传统的建筑工艺至少需9个月的建设周期，而使用3D打印设备后，实际施工周期只需2个月。在建筑标准方面，“新温莎城堡”完全符合现有的国家施工规范和标准。
据了解，3D打印建筑的基本原理与一般打印机一样，要有打印机体、喷头、油墨、纸张。如果把建筑四周搭建的金属框架视作打印机的机体，那么喷吐混凝土的“打印头”就相当于打印机的喷头。建筑打印用的“油墨”可不是普通的混凝土，而是为打印施工特殊配制的打印材料。当然，“纸张”也十分重要。在施工前，工人在地下预埋钢筋，这就相当于“纸张”了。在打印过程中，随着墙体不断升高，还需要按照图纸加装钢筋，使“纸张”实现动态延伸。
说到房屋打印的过程，华商陆海工程师姜建国告诉记者，建筑3D打印技术运用过程中，取消了模板工序，降低了工程造价成本，用机械施工代替人工，缩短施工工期，加快了施工速度。3D打印能解决建筑业中劳动力不足的困境，实现把制造业中的数控技术在建筑业中的应用。
较传统建筑业工期可缩短60%
在中建二局广东建设基地，一栋7.2米高的双层办公楼格外有名。这就是利用3D打印技术完成的原位“轮廓工艺”3D打印双层建筑。
建筑行业引入3D打印技术已有先例，但大部分需要“拼装”，工厂打印出能够组合拼装成形的各种建筑构件，然后搬运到建筑所在地进行拼装。与已有的3D打印建筑不同，原位3D打印的特殊之处在于，这是一栋在现场直接将主体打印成形的建筑，无须二次拼装。
据吴建平介绍，建筑3D打印机是一套用于施工现场整体打印钢筋混凝土房屋的设备，主要由电子配料系统、自动上料系统、打印系统、整体提升系统四个部分组成。
电子配料系统能够准确快捷处理各种材料的比例组对，由机械搅拌制成可供打印机使用的原材料，打印机原材料要符合国家检验部门的取样检验标准。建筑3D打印机主要原材料由沙子、水泥、石子和水组成。为了适应打印机打印的需求，在配比上有严格的要求。自动上料系统实现把原材料持续不断地供给打印机，保证打印机有足够的原材料进行打印。
华商陆海研发组总工程师姜瑞祥介绍，打印系统是整套设备的关键部位。首先根据个性需求，设计好房屋轮廓图纸。把图纸输入打印的数控系统中。再根据房屋结构，编排好钢筋结构，预先在工厂加工好钢筋的形状。然后现场绑扎钢筋，校正整体钢筋的尺寸。再到现场布置好打印机，打印机喷头对称布置在钢筋墙体两侧。打印机根据输入图纸数据行走轨迹，层层叠加打印房屋轮廓。最后就是建筑圆弧角设计。由于设计房屋的所有拐角都是圆弧角，既保证了整体打印的流畅性，也增加了房屋的整体抗震性。
所谓整体提升系统，是指当打印到一定高度，打印机会整体提升一次，并保持打印机和打印完成建筑连接在一起，组成一个牢固的整体。提升完成后，打印机会继续进行后续的打印，直至打印到房屋高度满足设计要求为止，打印完成。
据了解，由于打印原材是建筑行业使用多年、性能成熟的原材料，所以打印出来的建筑防火、隔音、抗震性等均无异于传统建筑。建筑3D打印机设备操作人通常只需2~5人即可，大大降低了建筑业中的人力成本，降低了人员伤亡的可能性。设备打印速度也快，较传统建筑业工期可缩短60%。
建筑3D打印商业化尚在路上
3D打印就像蛋糕师用奶油装饰蛋糕一样，按照路线将“油墨”浇到规定区域，一层一层建房子。无须砖瓦、木材、施工队，以及搭建好的钢筋架，无须长时间人工加班，利用3D打印机就能造出心仪的房子。
吴建平认为，建筑3D打印机技术的发展还有更多的可能性。
事实上，中国在3D打印建筑技术研发方面已有多项突破。公开资料显示，2014年3月底，上海同济大学召开了建筑3D打印技术全球首发新闻发布会，中国成为全球第一个真正掌握建筑3D打印技术的国家。目前，国内已有多座3D打印房子，落户苏州、西安等地。
3D打印建筑技术的诞生，为传统建筑施工方式开启了新世界的大门，颠覆了传统的建筑模式。
谈及3D打印建造技术在普通住宅的市场前景，中国建筑标准设计研究院副总建筑师魏来曾公开表示，单从技术方面讲，已不存在问题，但目前还不具备大规模应用推广的综合条件，短期内不现实。抛开标准等其他配套措施不谈，现在还没有真正商业化的3D打印机。对目前的房地产业而言，还谈不上影响。
