4月3日，在湖北宜昌三峽大學的3D打印研發(fā)基地，工作人員正在給一棟8米高、占地100平方米的雙層實驗樓舉行封頂儀式。
這棟自3月初開始建設的小樓，全程僅耗時22天，用3個工人，是我國首個原位3D打印雙層建筑。
如何3D打印雙層小樓？
傳統(tǒng)的磚墻多為砌體結構，是用砂漿粘起來的?！拔覀兊?D打印是純混凝土砂漿，柱子、墻體、樓板、樓面都是一體化打印的，它的強度比傳統(tǒng)磚的強度要高，打印精度更高。”該項目的技術負責人、三峽大學水利與環(huán)境學院副教授李洋波說，只需要將3D打印機調至需要打印的層數和層高，點擊一鍵打印就能自動開始。
在這所小樓附近，是打印這所小樓的3D打印機。該打印機跨度12米，猶如一個龍門架。李洋波介紹，這是第三代打印機，他們團隊花了3年時間才研發(fā)而成。
“我們更新換代了20多臺套設備，經過上千次試驗，才突破了大尺度打印機在精度控制、結構連續(xù)性及打印穩(wěn)定性等方面的難題?！崩钛蟛ㄕf。
在試驗過程中，李洋波的研發(fā)團隊通過參數和現場細節(jié)技術調整，將打印機噴嘴兩次走到同一個位置的偏差控制在0.1毫米以內，打印的形狀偏差不超過2毫米，整棟小樓沒有出現打印瑕疵。
“超過3米之后，我們調整了送料的方式，同時也調整了混凝土的配合比，由最初的螺桿方式泵送，變成了液壓泵送，壓力更大，流動性更好，保證了打印的連續(xù)性?！崩钛蟛ㄕf，此次建房過程中，還使用了AI算法規(guī)劃打印路徑，極大縮短了打印頭空走時間，提高了打印效率。
3D打印雙層小樓是否安全？
在現場，記者看到小樓的很多墻體出現裂紋。記者不禁問道：“房屋是否安全？”
“裂紋出現的原因是澆筑當天氣溫在30℃上下，風速也比較大，表面水分蒸發(fā)較快，因此產生裂紋?！崩钛蟛ń榻B，“裂紋只出現在非承重墻墻體，都在正?？煽胤秶瑢φw結構安全不產生影響?！?/p>
此外，這棟房子整體承重是由15根立柱和中間的梁板構成的一個框架體系，3D打印的是承重柱的外殼，中間部分是空心的。
“待承重柱打印到樓板高度后，我們會將鋼筋籠通過空心部位裝進去，并和地圈梁鋼筋焊接在一起，形成一個整體，再把二層板梁鋼筋綁扎安裝到位，進行柱、梁、樓板的混凝土現澆?！崩钛蟛ㄕf。
不僅如此，細細觀察可以發(fā)現，這棟房子墻體的四角都是在同一個水平線上，筆直度非常好，墻體也設計了一些曲面的異形造型。“房子打印時非常平順和光滑，房子的結構也非常穩(wěn)固，和傳統(tǒng)房屋的使用年限一樣?！崩钛蟛ㄕf。
3D打印的房子將如何使用？
據相關數據，2024年全國農村自建房每平方米的平均價格范圍在1000至1500元之間。而這棟房子每平方米的造價在1000元左右，與不少農村房子的造價相當。
“用傳統(tǒng)的方式建造這棟雙層建筑，需要5名工人，2個月時間。而此次用3D技術打印房子啊，只需花1個月就能完成，模板和人工都能夠大大節(jié)省下來?！崩钛蟛ㄕf，這臺3D打印機還實現了綠色建造，可以將磷石膏、建筑固廢等做為制造原料，實現玻璃鋼、陶瓷、塑料等方面的打印。
這棟房子打印好之后，將用于技術實驗測試。這項技術未來投入市場運用后，該設備還可以打印玻璃鋼、陶瓷、塑料等，應用于市政管道、排水設施、景觀雕塑等建設場景。
“前段時間，國外一個建筑協(xié)會還派出10人考察團前來考察，對打印機表現出極高的興趣?！崩钛蟛ń榻B。
原標題：《22天，3個工人，3D打印的雙層小樓封頂！》
欄目主編：顧萬全 文字編輯：程沛 圖片編輯：徐佳敏
來源：作者：人民日報客戶端
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