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      3D打印建房子

      2015-01-08 20:21:50凌云霄
      中國(guó)經(jīng)貿(mào)聚焦 2014年11期
      關(guān)鍵詞:油墨打印機(jī)墻體

      凌云霄

      用打印機(jī)來(lái)蓋房?不要一磚一瓦,只要一臺(tái)3D打印機(jī),就能在24小時(shí)內(nèi)“興建”10間房?近日,號(hào)稱“全球首批3D打印實(shí)用建筑”的10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)正式交付使用。

      《中國(guó)經(jīng)貿(mào)聚焦》記者了解到,這些“打印”出來(lái)的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”,按照電腦設(shè)計(jì)的圖紙和方案,經(jīng)一臺(tái)大型的3D打印機(jī)層層疊加噴繪而成,10幢小屋的建筑過(guò)程僅花費(fèi)24小時(shí)。

      3D打印建筑究竟會(huì)帶來(lái)怎樣的革命?建筑學(xué)專家認(rèn)為,作為全球建筑革命的熱點(diǎn),3D打印改變了傳統(tǒng)的建筑施工工藝,從環(huán)保節(jié)能省時(shí)省力角度看,有其創(chuàng)新意義。不過(guò)新型“油墨”打印的建筑,其剛度、強(qiáng)度和耐久性等綜合性能還待進(jìn)一步驗(yàn)證。

      “油墨”來(lái)自建筑垃圾

      3D打印出來(lái)的房子什么模樣?在青浦區(qū)民惠三期動(dòng)遷基地項(xiàng)目指揮部的院子里,分布了10棟灰色外墻的小型房子,一棟用作門衛(wèi)室,還有的則分別用作指揮部、項(xiàng)目部、施工監(jiān)理、財(cái)務(wù)部、小會(huì)議室等。據(jù)介紹,面積最小的24平方米,最大的60平方米。這些房子基本都是一層建筑,只有一棟為兩層建筑。

      與傳統(tǒng)建筑相比,3D打印出來(lái)的房子,到底有什么不一樣?據(jù)已經(jīng)在其中辦公的人員介紹,除了看起來(lái)小一點(diǎn),使用起來(lái)沒(méi)什么兩樣,墻體也是混凝土結(jié)構(gòu)的,可以隔音、隔熱、防潮,但夏天生活在里面仍要裝空調(diào)。

      仔細(xì)研究這些房子,每一面墻內(nèi)外都是不平整的,就像加厚的書頁(yè)層層疊加起來(lái),墻面留下了一道道混凝土突起的痕跡。

      “這就是3D打印的痕跡?!边@批房子的研發(fā)生產(chǎn)商——盈創(chuàng)新材料(上海)有限公司董事長(zhǎng)馬義和介紹,打印自建筑的底部開(kāi)始,建筑油墨從打印機(jī)的噴嘴里澆灑下來(lái),一層進(jìn)入固化階段之后,就能在其上添加新的一層,逐層向上。

      馬義和表示,3D打印建筑的核心技術(shù)在油墨,而盈創(chuàng)公司在全球第一家研發(fā)出了建筑3D打印的萬(wàn)能油墨混凝土,原材料主要來(lái)源于建筑垃圾、礦山尾礦等,通過(guò)技術(shù)處理、加工、分離,使之成為3D打印建筑“油墨”的原材料。

      據(jù)介紹,第一棟3D打印的房子,就采用了拆遷的建筑垃圾分離出占70%的再生石作為油墨。馬義和表示,“油墨”是一種經(jīng)過(guò)特殊玻璃纖維強(qiáng)化處理的混凝土材料,其強(qiáng)度和使用年限大大高于鋼筋混凝土。

      “由于采用了獨(dú)特的配方,液體狀的油墨在打印過(guò)程中不會(huì)塌下來(lái),而能夠迅速固化,整個(gè)建筑8小時(shí)就能出廠。” 上海盈創(chuàng)建筑科技限公司市場(chǎng)部沈閏霽告訴《中國(guó)經(jīng)貿(mào)聚焦》記者,此外,油墨中還添加了玻璃纖維,可以取代鋼筋的作用。因此,打印1到3層的房子,基本無(wú)需再采用鋼筋。

      本刊記者了解到,第一棟房子是在工廠里整體打印出來(lái)的,打印的橫截面是包括地基、兩面墻體和兩面屋檐在內(nèi)的五邊形,“躺”在地上,從底部一層層打印、疊加上去,打印完成后再豎起來(lái),就成了前后通風(fēng)的房子,最后再安裝兩面的玻璃門。

      其中,只有3棟房子是整體打印的,其他房子的打印部分主要是兩面墻體,之后再安裝、施工而成。對(duì)此,馬義和解釋說(shuō),因?yàn)楣S和打印機(jī)都在蘇州,打印一整棟的房子,會(huì)給運(yùn)輸帶來(lái)一定困難;而打印出墻體、門窗等建筑結(jié)構(gòu)件,然后再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝,也并不復(fù)雜。

      環(huán)保且成本低

      “將建筑垃圾變廢為寶,讓建筑工人做更體面的工作,讓建筑成本降低50%,讓更多人住得起房子,房型家具私人定制,讓水更清天更藍(lán)……” 隨著這批3D打印建筑的交付使用,其研發(fā)者馬義和也被冠上“全國(guó)3D打印建筑第一人”的名號(hào)。

      據(jù)其介紹,3D打印最大的亮點(diǎn),就是把建筑垃圾再利用,同時(shí)讓新建筑不會(huì)產(chǎn)出新的建筑垃圾?!敖窈蠼ㄖ^(guò)程將大大降低揚(yáng)塵和污染,建筑工地不會(huì)再是一片狼藉,城市空氣質(zhì)量也會(huì)得到改善?!?/p>

      與傳統(tǒng)建筑行業(yè)相比,3D打印的建筑不但建材質(zhì)量可靠,還可節(jié)約建筑材料30%-60%、縮短工期50%-70%、減少人工50%-80%……據(jù)他測(cè)算,打印至少能使建筑成本降低50%以上,讓更多人住得起房子,這也讓3D打印建筑相比傳統(tǒng)住房具有了價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

      那么3 D打印的房子牢度如何?“由于原材料是高強(qiáng)度混凝土,這種房子并不比傳統(tǒng)建筑的強(qiáng)度和安全性差,生命周期照樣可以達(dá)到三五十年。因此,3D打印建筑的用途也不局限于臨時(shí)用房,還可以普及到各種類型的房屋。” 沈閏霽說(shuō)。

      她透露,不久的將來(lái),高層建筑也可以采用3D打印技術(shù)。打印出來(lái)的各種建筑結(jié)構(gòu)件,可以吊到高層進(jìn)行安裝;或者,在打印出來(lái)的空心墻體外殼或空心柱子中,再灌注鋼筋混凝土等,施工簡(jiǎn)單了,但建筑強(qiáng)度大大增加。

      “如果是整棟25層的住宅樓,只要打好地基,僅十天半月即可完成整棟樓的建筑框架。之后安裝好門窗,排好各類電線管道,再由打印機(jī)打印出整體的復(fù)合地板和家具,業(yè)主一個(gè)多月就可拎包入住?!瘪R義和說(shuō),這絕不是未來(lái)的夢(mèng)想,而是現(xiàn)今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的技術(shù)。

      同時(shí),油墨控制技術(shù)和3D打印機(jī),也至關(guān)重要。有了高超的控制技術(shù),各種復(fù)雜的異型建筑和結(jié)構(gòu)件都可以直接打印出來(lái)。

      實(shí)際上,盈創(chuàng)公司已經(jīng)獲得了80多項(xiàng)國(guó)家專利,除了油墨,還在全球第一家研發(fā)出了最大的建筑3D打印機(jī),寬度在10米,高度為6.6米,長(zhǎng)度為150米?,F(xiàn)在,其蘇州工廠里已有2臺(tái)超大型建筑3D打印機(jī),可以整體打印房屋;同時(shí),還有4臺(tái)建筑3D連續(xù)打印機(jī),一天可以打印1萬(wàn)平方米的石材,一條流水線就相當(dāng)于一座礦山。

      “現(xiàn)在,你看中了外灘的哪棟建筑,或者喜歡全球哪套品牌家具,只要用照相機(jī)拍下來(lái),將設(shè)計(jì)圖紙輸入電腦,很快就可拷貝不走樣地打印出來(lái)?!?馬義和對(duì)未來(lái)充滿信心。

      還有很長(zhǎng)路要走

      3D打印的房子是否為一種噱頭?如果在不久的將來(lái)推出3D打印住宅,有人會(huì)買嗎?

      面對(duì)如此的疑問(wèn),馬義和回答說(shuō),在他眼里,3D打印不僅是一種全新的建筑方式,更是一種顛覆傳統(tǒng)的建筑模式。它更加堅(jiān)固耐用、保護(hù)環(huán)境、高效、節(jié)能,不僅解放人力,還能大大降低建造成本,造出普通百姓都能住得起的房子。

      據(jù)了解,目前,不少房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商已與盈創(chuàng)公司開(kāi)展合作,主要生產(chǎn)3D 打印的裝飾墻、結(jié)構(gòu)墻、保溫墻等。

      因青浦打印建筑的亮相,馬義和成為建筑業(yè)內(nèi)的關(guān)注熱點(diǎn)。接下來(lái),盈創(chuàng)公司將在青浦區(qū)打造一座建筑3D打印產(chǎn)業(yè)園,其中5萬(wàn)平方米的建筑都將自行打印出來(lái);同時(shí),建立城市建筑垃圾處理中心,研發(fā)示范建筑3D打印的相關(guān)設(shè)備和一體化技術(shù)等。

      而他的下一步計(jì)劃,將在全國(guó)尋找合作方,在全國(guó)間隔300公里范圍內(nèi)建100家夢(mèng)工廠,今后就地取材,就地制造油墨,就地打印。

      不過(guò),對(duì)于如此大手筆的規(guī)劃,也有人表示了擔(dān)憂。有專家表示,雖然在理論上運(yùn)轉(zhuǎn)良好,但當(dāng)規(guī)模變大后,可能會(huì)突然失效。在很長(zhǎng)的時(shí)間里,3D打印房屋可能只會(huì)用在一些臨時(shí)建筑上。

      同濟(jì)大學(xué)建筑系教授來(lái)增祥表示,3D打印在建筑新材料開(kāi)拓和建筑工藝上的創(chuàng)新探索值得稱贊,不過(guò)3D打印房屋要真正普及,恐怕還需斟酌。比如該3D打印的“油墨”的構(gòu)成主要是高標(biāo)號(hào)水泥和玻璃纖維。

      而據(jù)他所知,某些國(guó)家禁止建筑大量使用玻璃纖維,因?yàn)椴AЮw維會(huì)影響人體呼吸系統(tǒng)。高強(qiáng)度水泥未來(lái)的回收也有困難,目前中國(guó)高層住宅普遍使用的是鋼筋混凝土或全鋼結(jié)構(gòu),其中鋼鐵可以回收,因此傳統(tǒng)建筑材料在未來(lái)的一段時(shí)期內(nèi)依舊有很大優(yōu)勢(shì)。

      此外,建筑不光有外在的形態(tài),特別是人居住宅,更需要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、綜合強(qiáng)度、剛度、防火性、使用年限等多方面進(jìn)行綜合考量。來(lái)增祥認(rèn)為“油墨”的承載力強(qiáng)度、耐久性等各項(xiàng)指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn),還有待專家部門的權(quán)威檢測(cè)和認(rèn)證。

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