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数幢3D技术打印建筑亮相苏州 造价工期省一半
2015-01-20 08:33:23
华夏经纬网

这幢漂亮的别墅就是“打印”出来的。

    近日,数幢使用3D打印技术建造的建筑亮相江苏苏州。这批建筑包括一栋面积约为1000平方米的别墅、一栋5层居民楼和一栋简易展厅等,建筑的墙体由大型3D打印机喷绘而成,呈现出年轮蛋糕般的螺纹结构,而打印使用的“油墨”则由水泥、少量钢筋和建筑垃圾制成。据介绍,这些建筑采用3D打印技术制作后,可节约建筑材料30%到60%,工期缩短50%到70%,节约人工50%到80%,建筑成本可至少节省50%以上。

    3D打印开启造物新纪元

    与传统切削等材料的“去除法”不同,3D打印技术采用分层加工、叠加成形的原理,通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积,堆成一个3D实体。

    3D风潮席卷各行各业,从制造领域到医疗领域,从教育领域到考古领域,从建筑领域到军事领域,3D打印已然不是纸上谈兵,3D打印技术已经成功走出实验室与工厂,走向现实与未来。

    制造领域

    生活用品 玩具 电子产品 微软成立3D模型打印车间

    食品饮料 蛋糕汉堡包 肉饼番茄酱 2013年情人节,日本一家咖啡厅推出运用3D打印机打印真人头像巧克力的服务,价格为6000日元

    交通工具 自行车汽车 飞机零部件船舶

    流行时尚 衣裤鞋帽珠宝首饰 3D纪念模型配件装饰

    家具电器 桌子 椅子

    教育领域

    丰富教学道具,激发学习兴趣

    中学老师带着用3D打印制作的恐龙化石或者喜马拉雅山模型来到教室,通过生动形象的教学道具,激发学生学习兴趣。

    培育数字素养,提高教学质量

    3D打印有助于网页与应用程序开发、电子设备使用与协作、3D设计等技能的共同提高,有助于数字素养的全方位培育。

    目前,很多中学已经装备了3D打印机。

    随着3D打印技术成本的持续下降,更多的学校将会开始使用。

    考古领域

    复制玲贵文物,提高研究效果

    美国德雷塞尔大学的研究人员利用3D打印技术,生产得到适合研究的3D模型,不但保留了原化石的所有外在特征,同时通过等比缩减,使其更适合研究。

    复制玲贵文物,在传播艺术与文化的同时,提高安全系数

    史密森尼博物馆在弗吉尼亚州展览托马斯·杰弗逊的雕塑作品时,运用3D打印技术制造了一个巨大的替代品,并将其放置于雕塑的原有位置。

    建筑领域

    打印建筑物模型

    iMaterialise等公司提供打印微型家庭模型服务,价格在400美元到700美元之间。

    打印建筑物的各个组块,最终拼接成整体建筑

    荷兰建筑设计师Janjaap Ruijssenaars设计了全球第一座3D打印建筑物“Landscape House”,该设计模拟莫比乌斯环。设计师计划通过3D打印建筑物组块并拼接的方式,于2014年底建成该建筑物。

    3D打印,光荣的荆棘路

    任何一项新事物的诞生与成长之路有鲜花与鼓励,3D打印有着很多优点,未来前景也很广阔,但如影随形的必然还有质疑与反对。

    布满荆棘的商业化之路

    1 低价格3D打印设备的产品分辨率低、打印速度慢

    打印机价格:3千元-3万元=产品表面粗糙=打印速度:数小时/个~数十小时/个

    2 高分辨率3D打印设备价格高

    打印机价格>3万元=产品精度高=打印速度快

    3 3D模型获取难度高

    手工创建修改对技术要求高&3D扫摸仪对技术要求高&3D扫描仪扫描成本高

    4 原材料种类有限

    常用原材料为塑料、树脂和金属粉末,食品、陶瓷、木头、玉石、布匹等原材料还未普及至桌面级3D打印机中。

    5 难以打印复合材料物品

    常见的3D打印机只能利用1/2种原材料打印物品

    6 原材料价格高

    最便宜的原材料=ABS塑料=百元/公斤

    7 打印后的物品还需再次加工

    打印得到的多数物品还需要手工加工处理,“所打即所得”的打印理念尚未实现。

    8 维护工序复杂

    维护内容复杂,需要专业人士

    9 监管难度高

    枪支武器、违禁药物、版权产权监管难度上升

    10 道德伦理问题

    生物科技普及,克隆技术平民化

    现场

    除了钢筋结构,整幢别墅都是打印出来的

    昨天下午,扬子晚报记者来到位于苏州工业园区金谷路上的盈创新材料(苏州)有限公司,发现这家公司所有的建筑都很有特色,墙体所用材质跟市面上所见材质都不一样。其中,一栋面积约为1000平方米的别墅显得尤其惹眼。

    扬子晚报记者看到,这栋面积约为1000平方米的别墅,除了钢筋结构以外,其他都是打印出来的。仔细观察墙体,发现其外面有一层墙砖,里面则是像面条一样的水泥混合物横向层层垒起来的螺纹墙体,很像“生日蛋糕”上的奶油装饰。每根“面条”都是紧密结合,看上去浑然一体。为了保暖,整个墙体留有空间,并不填满。记者摸上去,感觉跟摸毛坯房水泥墙体的感觉有些类似,虽然手感很粗糙,但墙体表面很坚实,手上没有留下一点水泥粉渣。

    在这栋别墅旁边,还有一栋正在建设的单元房。扬子晚报记者看到,几位工人正在拼装。从施工情况来看,廉价单元房的钢筋结构框架已经搭建完成,现场工人们正用工具将已经用3D技术打印出来的墙体,在这一钢筋框架结构上进行拼接、固定。

    据盈创总经理郑建介绍,这些墙体都是工厂里按照楼层打印好,再运过来进行拼装的。

    幕后

    3D打印机打印出房屋构件,再进行拼装

    那么,墙体到底是如何打印出来的呢?在现场,扬子晚报记者并未看见这台神奇的3D打印机。但是,郑建说:“其实,打印建筑的3D打印机,其原理与小的打印机是一样的。”根据电脑设计的图纸和方案,由电脑操控一个巨大喷口喷射出“油墨”。

    那么,打印建筑的“油墨”是用什么材料做成的呢?郑建说:“3D打印建筑最大的好处是节能环保、节省材料。”原来,“油墨”主要由水泥、少量钢筋和一些建筑垃圾构成,里面添加了一些特殊的助剂,增强其粘合性。郑建说:“各类建筑垃圾、工业垃圾、矿山尾矿,都可以作为原料,而沙漠的沙子对我们来说就好比黄金。”

    据郑建介绍,打印时,喷口喷射出的油墨呈“Z”字形排列,层层叠加,垒成墙体。“油墨”挤出后会很快凝固,保证打印机能连续打印。之后,墙与墙之间还可像搭积木一样垒起来,再用钢筋水泥进行二次“打印”灌注,连成一体。

    打印机到底是怎么样打印出一栋楼的呢?据了解,眼前这些打印建筑,都是先将内部钢筋结构搭好,然后由3D打印机打印出房屋构件,再拼装起来的。一栋1000平方米的二层别墅,打印1天、拼装2天,3个工人已经足够。具体如何打印?企业表示,这涉及商业机密,暂时还不能完全透露。

    “只需一张图纸、一台电脑、就地取材制造的足够‘油墨’,就可以打印出别墅来。”郑建表示,由这个过程可以看出,3D打印建筑是不会产生任何扬尘和建筑垃圾的。

    商家

    3D打印造价低不渗水,保温性能好

    郑建告诉扬子晚报记者,通过3D打印技术,可以更低的造价、更快的工期造好房子,建筑成本可至少节省50%以上。“同样的建筑,采用3D打印技术,可节约建筑材料30%到60%,工期缩短50%到70%,节约人工50%到80%。”不过,对于这种3D打印出来的墙体具体造价到底是多少,郑建则不愿透露。

    在展厅内,扬子晚报记者看到了各种各样由3D打印机打印出来的作品,小至桌椅,大至墙体。“现在3D打印小物件已经不稀奇了,而我们公司是国内第一家能够打印出2米以上的大物件的公司。”

    据悉,现在的墙体最宽可达1.2米,而长度是没有限制的。“你想打印多长就打印多长。”郑建表示,别墅所用的墙体,其实是半空心柱体,保证墙体不会渗水。郑建说:“我们做过试验,在墙体中间养鱼,鱼都是活的。”此外,中间的空心空间里可以填充各种保温材料,所以,3D打印出来的建筑保温效果会特别好。

    因为墙体是由水泥、少量钢筋和一些建筑垃圾构成,不少人怀疑墙体的强度。对此,郑建表示,因为打印材料里面添加了一些特殊的助剂,所以3D打印出来的墙体的强度是普通墙体的5倍。“一般水泥墙体摔碎后都是呈粉末状,而我们3D打印的墙体摔碎后还是呈块状。”

    另外,郑建表示,由于他们3D打印出来的建筑构件质量轻、强度高,所以理论上其抗震效果也会更佳。不过,对于其抗震强度,郑建则表示:“目前还无法给出数据。”

    据悉,目前中建八局、上海同济建筑设计院正在与盈创共同商议,制定出一个3D打印的标准,该标准一旦出炉,将会成为整个3D打印行业的标准。

    中国房地产数据研究院院长陈晟在接受记者采访时表示,采用3D打印技术,对房地产业来说将是一次颠覆性的革命。今后顾客不但可以定制家具,还可以定制个性化的房子,打印各种异形构件,做到一套房一张设计图。

    郑建告诉记者,目前,他们这种打印的建筑已经投放市场。去年底,埃及有关部门订购了2万套廉价单元房,作为当地的安置房。由于订购数量巨大,运输不便,干脆在当地开工。最近,又有吴江大悦城、黄山幸福新世界两家单位分别订购了一套别墅和一套异形建筑。(於苏云  薛马义 文/摄)

来源: 扬子晚报    转自:新华网

  
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