3D打印房屋成现实

3D打印房屋，听上去非常神奇。在北京市通州 区宋庄镇工业区，记者看到了一栋占地400平方米的3D打印别墅。别墅有着深灰色的外墙、深绿色圆锥形的屋顶，还有棕色的门窗。但与传统四四方方的楼房不 同，这栋别墅属于“异形结构”。从正面看，中间装有玻璃门的一面是四方形，两边则是近乎圆柱形的弧形墙面，且与传统建筑的墙体不同的是，这栋3D打印别墅 的墙体呈现出年轮蛋糕般的螺纹结构。

这栋别墅使用的材料是普通的混凝土，与传统建筑完全一致。“现在打印房子的材料多是沙子和黏合剂，但是黏合剂带有化学成分，时间一长容易发生化学变化。但这栋别墅的材料就是钢筋混凝土。”建造方北京华商腾达工贸有限公司负责人吴建平介绍说。

无论是小型的3D打印机还是“超级打印机”， 都是分层打印，将材料一层一层堆叠，外表看起来会有一圈一圈的螺纹。别墅室内目前还比较简陋，没有进行装饰，室内墙面同外墙面一样，呈螺纹状。只有一层的 一间房屋内墙面进行了刷白。吴建平说，对别墅内部墙面的装饰基本就是简单刷白，不进行其他复杂装饰，尽可能保持3D打印的原汁原味。

吴建平告诉记者，以往国内外的3D打印建筑都是提前打印出房屋的部分结构再进行组装，但这栋别墅四面的墙体都是通过3D打印设备在施工现场直接打印，属于“整体打印”。打印这样一栋别墅，只用了45天。如何在这么短的时间里打印出这样一个“大家伙”？

从吴建平提供的当时的施工视频中，记者看到， 这台打印设备由两条轨道、两个支架和一个可移动的大型喷头组成。吴建平介绍说，要打印一栋建筑，总共需要4个步骤。第一步是电子配料；第二步将配好的原材 料进行搅拌，调配混凝土的含水量；第三步是输送，把搅拌好的材料输送到打印机内；最后一步就是打印的环节，固定好钢筋的同时，要将打印机的两条轨道分别放 置在钢筋架构的两侧，并框住整个建筑的大体范围。此时，只要把建筑图纸数据输入到打印机的数控系统内，系统就会自动操控打印喷头，并按照墙体走向在钢筋上 浇筑混凝土。

这台打印设备每层可打出10厘米高度，其人性化的表现更像装了个“智能大脑”。它每打一层，不仅打印别墅四周的墙体，也会把分隔每个房间的墙体一并打出，在需要预留窗户的位置，系统还会自动停止喷出混凝土，待绕过窗户的位置再继续自动浇筑。

“打印这样一栋别墅，最大的难题在于怎样克服混凝土无法迅速凝固的问题。”吴建平透露，普通混凝土搅拌好后，因为无法迅速凝固，墙体很难成型，经过他带领的研究团队不断创新，这台3D打印机喷出的混凝土最终实现了在3至5分钟内凝固成型。

据悉，北京华商腾达工贸有限公司已经将这项 3D整体打印建筑技术申请了国家发明专利，目前正在审批中。吴建平告诉记者，如果用传统建筑方法建造一栋等面积的二层建筑，大概需要3个月到半年的时间， 人工成本大概要占建筑总费用的一半左右。但是3D打印技术直接浇筑成型，取消了模板工序，大大降低工程造价，且机械施工能减少80%~90%的人工成本， 加快了施工速度，缩短了施工工期。

（来源：中国建设报     2016-07-25   任佳）