距“3D打印建筑”这一概念问世短短三四年时间里,世界各国的建筑设计公司都在进行自己的实践和研究,尽管3D打印仍停留在打印样板房阶段,但凭借着省人力、成本低、速度快、环保,其潜在发展前景已获得业内认可。
3D打印自1983年查克·赫尔(Chuck Hull)发明3D打印技术以来,该技术陆续在交通运输、工业设计、电子机械、生物医学以及其他领域都有所应用,不断刷新着人们的现有认知。 历数近几年来3D打印技术的发展成果,会发现该技术从未中断过亲近人类的脚步。2010年11月,美国Jim Kor团队打造出世界上首辆3D打印的汽车Urbee;2011年8月,南安普敦大学的工程师开发出世界上首架3D打印的飞机;2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次3D打印出人造肝脏组织;2013年11月,美国3D打印公司“固体念”(SolidConcepts)设计制造出世界首个3D打印金属手枪;2014年10月,英国Pi-Top团队推出世界首款3D打印笔记本电脑。 简单说来,3D打印就是一种快速成型的技术。它与普通打印的工作原理基本相同,打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过电脑控制以利用光固化和纸层叠等技术来构造物体。与其他应用领域相比,新兴领域3D打印建筑才刚起步,目前仍停留在打印样板房的阶段,距大规模量产尚有距离。但其凭借着省人力、成本低、速度快、环保绿色的优势,未来势必掀起工程建筑领域的革命,其潜在的发展前景已获得业内认可。 在位于北京市通州区一个不起眼的工业园区中,伫立着一座高度6米,长宽均为15米,墙体厚度25厘米,面积400平方米的双层别墅。这是全球首座3D现场/整体打印的建筑物,它为名不见经传的建筑商北京市华商腾达工贸有限公司(下称华商腾达),在国内3D打印建筑领域搏得了一席之地。
45天3D现场打印出400平方米的双层别墅。图源:华商腾达官网 据建筑商华商腾达介绍,该别墅的施工时长仅为45天,打印过程中几乎没有人力介入,只需技术专家监督建造过程。经质量检测显示,该建筑物的抗震级别达八级以上。
该别墅的地基和墙体用钢筋20吨,C30混凝土380立方米。图源:华商腾达官网 该别墅的打印原材料为普通标号的混凝土和钢筋,地基和墙体用钢筋20吨,C30混凝土380立方米。墙体楼层板都按规范要求用钢筋绑扎,采用3D打印机直接浇筑成型技术,全程由电脑程序操控。相较于传统的建筑方法,3D打印建筑几乎没有原料浪费,工业垃圾少,从而降低工程总造价。
3D整体/现场打印流程。图源:华商腾达官网 据华商腾达总经理吴建平向《北京青年报》记者介绍,3D打印建筑的原材料多是沙子和黏合剂,但黏合剂带有化学成分,时间一长容易发生化学变化。但这栋别墅使用的是混凝土和钢筋,与传统建筑相符,更符合行业要求。这栋别墅是华商腾达试验3D打印设备的试验品,去年完工,不对外出售,一层将用作“样板间”进行展示,二层将用作员工的办公用房。 最先报道此事的外媒3DPrintBoard将华商腾达称为“是同行盈创建筑科技(上海)有限公司(下称盈创科技)的主要竞争对手之一”。盈创科技成立于2002年,是一家专注于从事建筑新材料研发、生产的高新技术企业,近两年来在3D打印建筑领域硕果颇丰。2014年3月,该公司于24小时内3D打印出了10栋别墅毛坯房;2015年1月,该公司3D打印了一栋高15米的6层公寓楼,和一所1100平方米的别墅,为当时世界最高的3D打印建筑。
盈创科技3D打印的六层公寓楼,当时为世界最高的3D打印建筑。图源:盈创科技官网
盈创科技3D打印的1100平方米的精装别墅。图源:盈创科技官网 就在盈创科技崭露头角之时,却遭到了“轮廓工艺”3D打印技术的发明者,美国南加州大学教授比赫洛克·霍什内维斯(Behrokh Khoshnevis)的诟病。教授声称盈创科技剽窃了他有关3D打印技术的创意,侵犯了其专利,他的团队正准备采取法律手段。教授还对盈创科技所声称的可3D现场/整体打印技术表示怀疑,他认为该公司实际上是“在工厂里的巨大不可移动设备将其分成几部分造好”,再运输到现场使用其他施工方法拼接而成。 |