230平米二层楼主体3天打印完成!国际领先原位3D打印建筑技术亮相高交会
读特记者 窦延文
2019-11-16 14:59
收录于专题:第二十一届高交会

建房子就像打印机印东西一样,一栋230平米二层楼主体仅3天就可打印完成!11月16日,一项国际领先的原位3D打印建筑技术亮相高交会,成为关注焦点。

据悉,运用这一技术的全球首个原位3D打印二层示范建筑实物正在打印中。记者在中建二局位于河源的广东建设基地现场见证了这栋建筑的打印过程。

目前,该建筑正在进行二层打印,建筑主体部分打印已接近尾声。眼前这个建筑是个二层楼,一台来回移动的针头状大型打印头正沿墙体上部打印作业,只不过它“吐”出来不是墨水,而是混凝士。

“这栋楼面积约230平方米,一层高3.5米,二层高3.3米,打印部分为墙体和构造柱,主体打印部分仅需3天。” 中国建筑技术中心材料工程研究所所长助理霍亮介绍说,建筑 3D 打印技术与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有特殊的混凝土拌合物“打印材料”,通过电脑控制把三维立体图里的形状直接逐层打印成立体构件。

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一般打印机的喷头,只不过它喷出的不是一般的混凝土,而是为本次施工特别配制的打印材料。

据霍亮介绍,传统的建筑施工中,混凝土的特性决定了其浇筑不能间断,要一次完成。3D打印建筑也同样不能间断,打印头通过一圈一圈连续喷吐宽5厘米、厚2.5厘米的打印材料,经过层层堆积建造墙面。但是问题来了,如果下层混凝土砂浆凝结慢,没有形成足够的硬度,就无法支撑上层材料的重量,导致墙面变形甚至垮塌;如果凝结太快,又会出现和上层材料的黏合问题。“我们通过反复试验,在一般的混凝土砂浆中添加了外加剂,通过调节材料粘稠度和凝结时间,解决了这一问题。”霍亮说。

光有打印机、打印头和打印材料还不行,“纸张”也同样重要。霍亮介绍说:“在施工前,我们在地下预埋了钢筋笼,这就相当于‘打印纸’,在打印过程中,随着墙体越来越高,工人趁着混凝土砂浆尚未凝固时可以像切蛋糕一样在墙体底部开洞,为墙体内的钢筋笼与地基中的钢筋焊接预留出空间,操作相当方便。”

记者注意到,与传统建筑混凝土浇筑施工不同的是,3D打印施工没有模板,而是直接进行浇筑。

据介绍,此次3D 打印建造技术有三方面突破:一是原位全尺寸打印,即现场直接将主体打印成型,无需二次拼装;二是采用轮廓工艺,即打印出的墙体是为中空的,方便添加保暖填充物;三是首次将这项技术运用到双层建筑上,结构难度更大。

“与传统的建造技术相比,该技术具有数字化、智能化、 机械自动化程度高等特点,可大幅度缩短工期、节约原材料,同时还更加环保。” 霍亮介绍,该项目是中建股份技术中心和中建二局华南公司联合立项课题的展示工程,打印设备由中建机械公司设计制造。该3D打印需要的材料、设备、工艺及控制软件均是自主开发,已经获得 13 项发明专利授权,是中国建造的一次实验成品。这标志着原位 3D 打印技术在建筑领域的取得突破性进展,为今后3D 打印技术的推广应用奠定了基础。

编辑 高原

(作者:读特记者 窦延文)
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