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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(yin)建築(zhu)技術(shu)的不斷(duan)發(fa)展,其對整個建築(zhu)行業的影響在不斷(duan)加you)shen)。日(ri)前,“世界首例(li)原(yuan)位3D打印(yin)雙層示(shi)範du)ㄖzhu)”在廣(guang)東成功完成主體結構(gou),意味著我(wo)國建築(zhu)3D打印(yin)技術(shu)在某(mou)些應用方面(mian)已(yi)經(jing)超越國外同行,未來有望深(shen)入改變(bian)我(wo)們的生活。

兩層小(xiao)樓,7.2米高,一(yi)層層疊起(qi)的牆體,顏色灰突(tu)突(tu)的。在一(yi)棟(dong)棟(dong)摩天大(da)廈(xia)拔地(di)而(er)起(qi)、眾多(duo)地(di)標性建築(zhu)彰顯特色的今天,這樣一(yi)棟(dong)小(xiao)樓,顯得很(hen)平常。

但(dan)是,如(ru)果這棟(dong)小(xiao)樓是“3D打印(yin)”bei)隼吹哪兀1月17日(ri),中建二局廣(guang)東建設基地(di)。一(yi)個高大(da)的金屬框架(jia)立在地(di)面(mian),噴吐混(hun)凝土(tu)材料的“打印(yin)頭(tou)”懸掛yi)瀋shang),可以實現XYZ軸3個方向上(shang)的自由(you)移(yi)動。此時,連續“噴墨”幾十(shi)個小(xiao)時的建築(zhu)3D打印(yin)機(ji)已(yi)經(jing)完成了工作——這棟(dong)其貌不揚(yang)的小(xiao)樓就是它的作品(pin)。

小(xiao)樓有個響當當的名(ming)號——“世界首例(li)原(yuan)位3D打印(yin)雙層示(shi)範du)ㄖzhu)”。其特殊性在于(yu),它是一(yi)棟(dong)“原(yuan)位3D打印(yin)”bei)隼吹慕ㄖzhu),是一(yi)棟(dong)不用拼裝、在現場直接將主體打印(yin)成形的建築(zhu),也(ye)是一(yi)棟(dong)首次運用這項技術(shu)並成功完成的雙層建築(zhu)。同時,這也(ye)意味著我(wo)國建築(zhu)3D打印(yin)技術(shu)與國際同步發(fa)展,甚至在某(mou)些應用方面(mian)已(yi)經(jing)超越國外同行xiao)4誘飧黿嵌瓤矗 舛dong)小(xiao)樓不尋常。

3D打印(yin)技術(shu)誕生于(yu)上(shang)世紀90年代(dai)中期。一(yi)hua)閎餃  饈且yi)種(zhong)以數字模(mo)型文件為基礎(chu),運用粉末狀金屬或塑(su)料等可黏合材料,通過逐層打印(yin)的方式來構(gou)造物體的技術(shu),在航(hang)空航(hang)天、醫療產(chan)業等領域都有應用,而(er)應用在建築(zhu)方面(mian)還(huai)很(hen)少見。

中國建築(zhu)技術(shu)中心材料工程研究所所長(chang)助理霍亮介紹︰“3D打印(yin)建築(zhu)的基本原(yuan)理與一(yi)hua)憒蠐yin)機(ji)一(yi)樣,要有打印(yin)機(ji)體、噴頭(tou)、油墨、紙張。”如(ru)果把建築(zhu)四周搭建的金屬框架(jia)視(shi)作打印(yin)機(ji)的機(ji)體,那麼噴吐混(hun)凝土(tu)的“打印(yin)頭(tou)”就相當于(yu)打印(yin)機(ji)的噴頭(tou)。建築(zhu)打印(yin)用的“油墨”可不是普通的混(hun)凝土(tu),而(er)是為打印(yin)施工特殊配制(zhi)的打印(yin)材料。當然(ran),“紙張”也(ye)十(shi)分zhong)匾 T謔└?埃 ?嗽詰di)下預埋鋼筋,這就相當于(yu)“紙張”了。打印(yin)頭(tou)通過一(yi)圈(quan)一(yi)圈(quan)連續噴吐寬5厘(li)米、厚2.5厘(li)米的打印(yin)材料,經(jing)過層層堆積(ji)建造牆面(mian),不到(dao)30個小(xiao)時就能(neng)打印(yin)完佔地(di)面(mian)積(ji)約120平方米的一(yi)層樓牆面(mian)。而(er)且在打印(yin)過程中,隨著牆體不斷(duan)升高,還(huai)需(xu)要按照圖紙加裝鋼筋,使“紙張”實現動態延you) /p>

且ye)凰迪殖」guan)感,從技術(shu)層面(mian)描(miao)述(shu)建築(zhu)的“打印(yin)”過程也(ye)不復雜︰先是通過計算機(ji)軟件完成模(mo)型tou)指睿喚幼漚  夾渦畔   紗蠐yin)路徑(jing),同時計算出(chu)打印(yin)速(su)度;然(ran)後輸送泵mei) 蠐yin)材料送至打印(yin)頭(tou),打印(yin)頭(tou)再(zai)按照設定程序進行三維走位,建築(zhu)構(gou)件就被“打印(yin)”bei)隼戳恕4舜未蠐yin)完成佔地(di)面(mian)積(ji)約120平方米的一(yi)樓牆面(mian),用時不到(dao)30個小(xiao)時。

然(ran)而(er),新技術(shu)簡單易行的背(bei)後是科(ke)技力量的強大(da)支(zhi)撐。

一(yi)是打印(yin)材料不尋常。寬5厘(li)米、厚2.5厘(li)米的混(hun)凝土(tu)材料一(yi)層覆(fu)蓋一(yi)層,如(ru)果下層混(hun)凝土(tu)凝結慢,強度不huai)唬 臀薹ㄖzhi)撐上(shang)層材料的重量,有可能(neng)導致(zhi)牆面(mian)變(bian)形甚至垮塌;如(ru)果凝結得太快,每一(yi)層材料與上(shang)層材料的有效黏合又難(nan)以實現。如(ru)何讓混(hun)凝土(tu)滿足3D打印(yin)建築(zhu)的需(xu)求,本身(shen)就是個難(nan)題(ti)。“我(wo)們通過反復試驗,在普通混(hun)凝土(tu)中添加了外加劑,通過調節材料黏稠(chou)度和(he)凝結時間(jian),解決了su)庖yi)問題(ti)。”霍亮說。

二是原(yuan)位3D打印(yin)建築(zhu)技術(shu)不尋常。客觀(guan)地(di)看,在建築(zhu)行業引入“3D打印(yin)”技術(shu)已(yi)有先例(li),但(dan)大(da)部分應用都在工廠中完成。工廠打印(yin)出(chu)能(neng)夠組合拼裝成形的各種(zhong)建築(zhu)構(gou)件,然(ran)後搬運到(dao)建築(zhu)所在地(di)進行拼裝。而(er)原(yuan)位3D打印(yin)建造技術(shu)可以實現原(yuan)位打印(yin),即(ji)在現場直接將主體打印(yin)成形,無需(xu)二次拼裝,這需(xu)要克服戶(hu)外環(huan)境變(bian)化帶(dai)來的一(yi)系列(lie)挑戰。對此,施工人員在建築(zhu)周邊裝備噴霧設施,用于(yu)打印(yin)中的保濕和(he)打印(yin)後的混(hun)凝土(tu)養護(hu)。“飯要一(yi)口一(yi)口吃,樓要一(yi)層一(yi)層印(yin)。在一(yi)層牆體打印(yin)完成後,我(wo)們還(huai)需(xu)養護(hu)至少3天,確保材料強度達到(dao)可開展下階段施工的條件。”中建二局廣(guang)東建設基地(di)有限公司總工程師甦(su)鎧說。

三是建造難(nan)度不尋常。此次實踐,他們采用輪廓(kuo)工藝,分內外兩層打印(yin),打印(yin)出(chu)的牆體是“空心”的mo) 獎閭砑穎E 畛湮鎩6er)將這項技術(shu)成功運用到(dao)難(nan)度更大(da)的雙層建築(zhu)建造上(shang),更是一(yi)種(zhong)突(tu)破。

〔據新華網〕


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