3D打印能否引領(lǐng)建筑業(yè)潮流

  近日，數(shù)棟使用3D打印技術(shù)建造的建筑亮相江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)。一時(shí)間，關(guān)于3D打印建筑的討論不絕于耳。3D打印建筑是如何建造的？是否符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)？與傳統(tǒng)建筑相比，3D打印建筑有何優(yōu)勢(shì)，其全面推廣又面臨哪些難題？為此，記者走進(jìn)負(fù)責(zé)打印建筑的盈創(chuàng)新材料（蘇州）有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“盈創(chuàng)公司”），實(shí)地探尋3D打印建筑的奧秘。

  核心是打印材料和設(shè)備，強(qiáng)度是普通混凝土5倍

  在蘇州東方大道和金谷路的路口，一幢1100平方米的三層別墅和一幢六層（含一層地下室）近1000平方米的在建住宅樓立即吸引了記者的眼球。若非建筑上寫(xiě)著“3D打印綠色建筑”，記者很難察覺(jué)眼前的建筑與傳統(tǒng)住宅有何不同。

  走進(jìn)仔細(xì)觀察后，記者發(fā)現(xiàn)，墻體看上去就跟用水泥建造出來(lái)的一樣。與傳統(tǒng)建筑的墻體不同的是，3D打印的墻體呈現(xiàn)出年輪蛋糕般的螺紋結(jié)構(gòu)，用手指敲敲墻體，可以聽(tīng)到空空的聲音。

  “除了鋼筋結(jié)構(gòu)以外，其他都是打印出來(lái)的?！庇瘎?chuàng)公司負(fù)責(zé)人鄭建介紹，打印建筑的3D打印機(jī)，其原理與小的打印機(jī)是一樣的。噴口噴射出的油墨呈“Z”字形排列，層層疊加，壘成墻體。澆到“墨水”的地方，砂石材料會(huì)在一天內(nèi)固化。

  該公司研究3D打印已經(jīng)有12年時(shí)間，3D打印機(jī)的“油墨”制作技術(shù)是公司的獨(dú)家專(zhuān)利。打印建筑的“油墨”原料主要是建筑垃圾等。鄭建表示，3D打印建筑采用纖維技術(shù)和盈恒石制造方法代替鋼筋混凝土，比鋼筋混凝土強(qiáng)度高5倍。

  記者在該公司看到，大型3D打印機(jī)的生產(chǎn)車(chē)間約三層樓高，車(chē)間長(zhǎng)約200米。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員描述，大型3D打印機(jī)寬10米，高6.6米，打印機(jī)的長(zhǎng)度可以延伸，完全拉開(kāi)足有150米長(zhǎng)。

  鄭建介紹，3D打印出來(lái)的建筑構(gòu)件質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，為了加強(qiáng)墻體的牢固度，墻體內(nèi)都采用了三角形的支撐結(jié)構(gòu)，所以理論上其抗震效果也會(huì)更佳。不過(guò)，對(duì)于其抗震強(qiáng)度，鄭建則表示，目前還無(wú)法給出具體數(shù)據(jù)。“但3D打印建筑的強(qiáng)度和牢度都符合且高于國(guó)家建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！?

  工期短、成本低，最重要的是環(huán)保

  “現(xiàn)在建造房屋的成本，主要有材料、人工和浪費(fèi)三部分。而通過(guò)3D打印，可以以更低的造價(jià)、更快的工期造好房子?！庇瘎?chuàng)公司董事長(zhǎng)馬義和說(shuō)。

  鄭建告訴記者，平層、兩層的建筑，可直接把建筑打印出來(lái)，運(yùn)送到指定位置使用；如果是三層或以上建筑，可以先分開(kāi)打印建筑的不同部分，然后運(yùn)送到目的地，在地基上進(jìn)行組裝。

  “3D打印建筑最大的好處是節(jié)能環(huán)保?！瘪R義和告訴記者，我們的原材料多來(lái)源于建筑垃圾、工業(yè)垃圾等，可以就地取材，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，避免了沙子、石子等材料的運(yùn)輸。而且，3D打印建筑不產(chǎn)生任何揚(yáng)塵，也不產(chǎn)生建筑垃圾。

  “以往用戶裝修時(shí)為了水電管道的鋪設(shè)，總是敲東墻補(bǔ)西墻，3D打印就不用這么麻煩了，只要把水電圖紙給工作人員，打印時(shí)就可以預(yù)埋管道，避免二次加工的粉塵污染?！爆F(xiàn)場(chǎng)工作人員說(shuō)。

  暫缺行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全面推廣仍處探索階段

  “現(xiàn)在，3D打印建筑要全面推廣，面臨的主要難題就是缺乏專(zhuān)門(mén)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此我們只能把現(xiàn)有的一些標(biāo)準(zhǔn)作為參考進(jìn)行驗(yàn)收?！瘪R義和告訴記者，理論上3D打印建筑可以不需要鋼筋，但我國(guó)的建筑沒(méi)有鋼筋就無(wú)法驗(yàn)收。因此，由于無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)打印，其成本和效率都會(huì)受到一些影響。

  相關(guān)業(yè)內(nèi)人士也指出，3D打印建筑只是剛剛誕生，還缺少必要的安全和質(zhì)量的規(guī)范。能否替代傳統(tǒng)的房屋建筑方式，還有待時(shí)間的檢驗(yàn)。

  2014年，盈創(chuàng)公司在上海展示3D打印建筑時(shí)，同濟(jì)大學(xué)建筑系教授來(lái)增祥在接受媒體采訪時(shí)就曾表示，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(chēng)贊，不過(guò)3D打印房屋要真正普及，恐怕還需斟酌。比如3D打印的“油墨”主要是由高標(biāo)號(hào)水泥和玻璃纖維構(gòu)成。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)。

  此外，人居住宅，不僅要對(duì)外形，更需要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、綜合強(qiáng)度等多方面進(jìn)行綜合考量?！坝湍钡某休d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(zhuān)家部門(mén)的權(quán)威檢測(cè)和認(rèn)證。

  馬義和告訴記者，目前，公司已經(jīng)與中建八局、同濟(jì)大學(xué)等完成了技術(shù)簽約，取得他們的技術(shù)支持。

  “目前，3D打印建筑的推廣還處于探索階段，公司已與一些周邊的房產(chǎn)開(kāi)發(fā)商進(jìn)行合作，并著手打印少量建筑。去年底，埃及有關(guān)部門(mén)訂購(gòu)了2萬(wàn)套廉價(jià)單元房，作為當(dāng)?shù)氐陌仓梅?。”馬義和告訴記者。