[从前有座灵剑山]世界首例“打印”办公楼亮相广东主体打印部分仅需3天

时间:2019-11-21 12:27:46 作者:佛山市拉斯波体育用品有限公司 热度:99℃
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打印头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

这栋7.2米高的双层建筑标志着原位3D打印技术在建筑领域的突破

文/图 金羊网记者 李晓旭 通讯员 张文宇 马启迪 朱冲

11月17日下午,一栋7.2米高的双层办公楼在中建二局广东建设基地拔地而起,这栋“不起眼”的建筑物却吸引了业界惊叹的目光。原来,这座建筑物的主体结构是现场“打印”出来的,中建机械制造的建筑3D打印机就是它的“建造者”。这座被“打印”出来的办公楼是“世界首例原位3D打印双层示范建筑”,标志着原位3D打印技术在建筑领域取得突破性进展。

打印头绕着圈圈吐材料

“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。”中国建筑技术中心材料工程研究所所长助理霍亮介绍说。

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,但它喷出的“油墨”不是一般的混凝土,而是需要特别配制的3D打印建筑喷吐混凝土。

3D打印建筑喷吐混凝土和传统施工浇筑混凝土一样,要一次完成,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。“我们通过反复试验,在一般的混凝土砂浆中添加了外加剂,通过调节材料黏稠度和凝结时间,开发出了3D打印所需要的混凝土,而且它的强度能达到C40-C60,完全满足建筑强度的要求。”霍亮说。

“施工前,我们在地下预埋了钢筋笼,这就相当于‘打印纸’。”中建二局广东建设基地有限公司科技部副经理黄云说,“在打印过程中,随着墙体的不断长高,还得按照图纸去加装钢筋。”

目前,3D打印技术主要用在房屋建造过程中的主体施工阶段,还无法打印钢筋,钢筋布置还需要依靠人工。

主体打印部分仅需3天

从传统工艺特点来说,曲面造型设计的建筑不论是现场浇注成型,还是工厂预制构件,模具工程成本高且不易实现。“建筑3D打印技术在曲面建筑和穹顶式建筑建造上具有明显优势,同时为设计师自由创作提供了可能。”中国建筑技术中心材料所所长张涛说。

3D打印建筑可充分利用打印智能控制,使建筑一次成型,节约材料60%,还可减少建造过程中的工艺损耗和能源消耗。“我们这个项目建筑面积约230平方米,分为上下两层,打印部分为墙体和构造柱,主体打印部分仅需3天。”霍亮说,“由于3D技术打印房屋全部使用机械自动化操作,以往要十二、三名工人操作的项目少一半人完全没问题”。

某些方面超越国外同行

这栋“世界首例原位3D打印双层示范建筑”,是由中建股份技术中心和中建二局华南公司联合立项课题《建筑 3D打印技术研究与应用示范》的展示工程。经过3年的技术攻关,获得建筑3D打印材料、设备类专利13项,软件著作权4项,专业著作1部,外观专利1项。霍亮说:“目前,国内外建筑3D打印技术同步发展,中国建筑行业在某些应用方面甚至已经超越国外同行。”

“打印小楼”的三大技术突破

●原位打印,即现场直接将主体打印成型,无需二次拼装

●采用轮廓工艺,即打印出的墙体是中空的,方便添加保暖填充物

●首次将这项技术运用到双层建筑上,结构难度更大

编辑:宝
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