“打印”出来的房子啥模样

随着3D打印建筑技术的不断发展，其对整个建筑行业的影响在不断加深。日前，“世界首例原位3D打印双层示范建筑”在广东成功完成主体结构，意味着我国建筑3D打印技术在某些应用方面已经超越国外同行，未来有望深入改变我们的生活。

两层小楼，7.2米高，一层层叠起的墙体，颜色灰突突的。在一栋栋摩天大厦拔地而起、众多地标性建筑彰显特色的今天，这样一栋小楼，显得很平常。

但是，如果这栋小楼是“3D打印”出来的呢？11月17日，中建二局广东建设基地。一个高大的金属框架立在地面，喷吐混凝土材料的“打印头”悬挂其上，可以实现XYZ轴3个方向上的自由移动。此时，连续“喷墨”几十个小时的建筑3D打印机已经完成了工作——这栋其貌不扬的小楼就是它的作品。

小楼有个响当当的名号——“世界首例原位3D打印双层示范建筑”。其特殊性在于，它是一栋“原位3D打印”出来的建筑，是一栋不用拼装、在现场直接将主体打印成形的建筑，也是一栋首次运用这项技术并成功完成的双层建筑。同时，这也意味着我国建筑3D打印技术与国际同步发展，甚至在某些应用方面已经超越国外同行。从这个角度看，这栋小楼不寻常。

3D打印技术诞生于上世纪90年代中期。一般认为，这是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，在航空航天、医疗产业等领域都有应用，而应用在建筑方面还很少见。

中国建筑技术中心材料工程研究所所长助理霍亮介绍：“3D打印建筑的基本原理与一般打印机一样，要有打印机体、喷头、油墨、纸张。”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”就相当于打印机的喷头。建筑打印用的“油墨”可不是普通的混凝土，而是为打印施工特殊配制的打印材料。当然，“纸张”也十分重要。在施工前，工人在地下预埋钢筋，这就相当于“纸张”了。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，不到30个小时就能打印完占地面积约120平方米的一层楼墙面。而且在打印过程中，随着墙体不断升高，还需要按照图纸加装钢筋，使“纸张”实现动态延伸。

且不说现场观感，从技术层面描述建筑的“打印”过程也不复杂：先是通过计算机软件完成模型分割；接着将三维图形信息转化成打印路径，同时计算出打印速度；然后输送泵将打印材料送至打印头，打印头再按照设定程序进行三维走位，建筑构件就被“打印”出来了。此次打印完成占地面积约120平方米的一楼墙面，用时不到30个小时。

然而，新技术简单易行的背后是科技力量的强大支撑。

一是打印材料不寻常。宽5厘米、厚2.5厘米的混凝土材料一层覆盖一层，如果下层混凝土凝结慢，强度不够，就无法支撑上层材料的重量，有可能导致墙面变形甚至垮塌；如果凝结得太快，每一层材料与上层材料的有效黏合又难以实现。如何让混凝土满足3D打印建筑的需求，本身就是个难题。“我们通过反复试验，在普通混凝土中添加了外加剂，通过调节材料黏稠度和凝结时间，解决了这一问题。”霍亮说。

二是原位3D打印建筑技术不寻常。客观地看，在建筑行业引入“3D打印”技术已有先例，但大部分应用都在工厂中完成。工厂打印出能够组合拼装成形的各种建筑构件，然后搬运到建筑所在地进行拼装。而原位3D打印建造技术可以实现原位打印，即在现场直接将主体打印成形，无需二次拼装，这需要克服户外环境变化带来的一系列挑战。对此，施工人员在建筑周边装备喷雾设施，用于打印中的保湿和打印后的混凝土养护。“饭要一口一口吃，楼要一层一层印。在一层墙体打印完成后，我们还需养护至少3天，确保材料强度达到可开展下阶段施工的条件。”中建二局广东建设基地有限公司总工程师苏铠说。

三是建造难度不寻常。此次实践，他们采用轮廓工艺，分内外两层打印，打印出的墙体是“空心”的，方便添加保暖填充物。而将这项技术成功运用到难度更大的双层建筑建造上，更是一种突破。

［据新华网］