北京崇建渣土3D打印系統(tǒng)：圍墻、護(hù)欄、保安亭

如果能將建筑渣土二次利用，通過3D打印技術(shù)變成綠色建筑，相信我們的霧霾會少很多！

△堆積的建筑渣土

2017年10月13日，南極熊獲悉，中國二十二冶集團(tuán)公司北京崇建公司自主研制的中國首套建筑渣土多功能3D打印系統(tǒng)發(fā)布。該系統(tǒng)是在建筑渣土3D打印機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，在施工現(xiàn)場將建筑渣土成功打印出圍墻、護(hù)欄等臨建設(shè)施后，進(jìn)一步優(yōu)化升級為建筑渣土多功能3D打印系統(tǒng)，用于施工現(xiàn)場臨建設(shè)施、裝配式零部件制造，實(shí)現(xiàn)了降低施工成本、節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，標(biāo)志著綠色智能化建筑變廢為寶的時(shí)代已經(jīng)來臨。

雖然從這條簡短的新聞中，我們無法清楚的看出這家公司究竟做了什么。但南極熊知道，建筑渣土如果能夠很好的二次利用，對于環(huán)境的改善是意義重大的。

建筑渣土處理是中國施工企業(yè)的行業(yè)性難題。有數(shù)據(jù)顯示，中國每年生產(chǎn)建筑垃圾約20億噸，其中近10%是建筑渣土。建筑行業(yè)公認(rèn)的數(shù)據(jù)是，每產(chǎn)生1萬噸建筑垃圾，至少需要1畝土地堆放。據(jù)此計(jì)算，中國每年將拿出2多萬畝土地用于堆放建筑渣土。同時(shí)，露天堆放的建筑渣土還可能存在安全隱患。發(fā)生在2015年12月20日的深圳渣土滑坡特大事故，造成73人死亡、4人下落不明、17人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失8.81億元。

△深圳渣土滑坡特大事故

而在中國五礦所屬二十二冶北京崇建公司的建筑渣土3D打印項(xiàng)目工作室，這些渣土就像變魔術(shù)一樣，成為工地的圍墻、護(hù)欄、保安亭等臨時(shí)建筑，靠的就是該公司自主研發(fā)的全國首個(gè)建筑渣土3D打印技術(shù)，目前已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段。

△早期的建筑渣土3D打印試驗(yàn)

之前南極熊報(bào)道過好幾家建筑3D打印公司打印房子的案例，比如上海盈創(chuàng)3D打印房子，北京華商騰達(dá)3D打印400平米別墅等。但他們都使用建筑水泥或者混凝土作為打印材料，沒有公司使用建筑渣土作為原料。

五分鐘打出高強(qiáng)度零部件

位于通州次渠的一處安置房工地，一個(gè)渣土堆旁有一個(gè)板房，這兒就是北京崇建公司建筑渣土3D打印項(xiàng)目的工作室。一個(gè)大個(gè)頭的3D打印機(jī)擺在屋子正中間，一旁是就地取材的一小堆渣土，玻璃櫥窗內(nèi)是各種形狀的打印成品，觸摸起來材質(zhì)很硬。

“這些都是渣土3D打印機(jī)打出的成品，材質(zhì)硬，抗壓能達(dá)到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以滿足制作圍欄、路牌、雕塑、保安亭等各類產(chǎn)品應(yīng)用的需要�！�項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王恩鵬正和其他五位同事調(diào)試機(jī)器，他向記者演示了渣土3D打印的全流程。

向攪拌倉里加入渣土，再加入特別研發(fā)的“無模劑”，加入水，渣土就開始攪拌起來。王恩鵬說：“就像和面一樣，無模劑起到了黏結(jié)作用，渣土更容易成型而且增加了強(qiáng)度�！睌嚢柰戤吅�，渣土成了泥狀，傳送到了電腦控制的機(jī)械臂噴嘴，隨著軌道的精準(zhǔn)制動，打印出了一個(gè)框狀的零件，整個(gè)過程大概用了五分鐘。打印出的成品只要晾上半個(gè)多小時(shí)，就可以應(yīng)用了。

比人工施工效率高50倍

“這一塊零件相當(dāng)于三十多塊磚的體量，渣土3D打印可以節(jié)省大量的建材�！蓖醵鼯i說，零件就像積木一樣，不用水泥等黏合劑，就能直接打印并拼裝在一起。同樣造一個(gè)建筑，渣土3D打印的成本是用磚搭建成本的三分之一，而且比傳統(tǒng)人工施工方式效率提高了50倍。

△建筑渣土多功能3D打印系統(tǒng)

“雕塑、花壇、假山、路磚等都能用上渣土3D打印。”王恩鵬暢想，公園如果需要雕塑或者假山，不用再花大價(jià)錢去買，完全可以利用渣土打印出成品，一些破損的公共設(shè)施也可隨時(shí)隨地打印出來。

目前，新一代的自動化機(jī)器已經(jīng)有了具體方案，將實(shí)現(xiàn)自動上料、加水，并將在渣土里加入新一代無模劑，進(jìn)一步提高打印成品的強(qiáng)度，現(xiàn)在還在配比的研發(fā)過程中。據(jù)介紹，北京崇建公司的建筑渣土3D打印技術(shù)已經(jīng)到了應(yīng)用階段，已可以打印出各類成品，到今年6月，新一代機(jī)器將向多處工地推廣。

據(jù)透露，下一步，團(tuán)隊(duì)還將研制無筋混凝土板和建筑垃圾的3D打印技術(shù)。

成品可銷售 賺錢又環(huán)保

這個(gè)項(xiàng)目自去年6月團(tuán)隊(duì)剛組建，為了制作出這一臺渣土3D打印機(jī)，團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)歷了艱辛的研發(fā)。要做機(jī)器需要材料，可很多工廠和五金店都沒有賣，大到定制的機(jī)械軌道，小到一顆螺絲釘，團(tuán)隊(duì)基本上都靠網(wǎng)購。經(jīng)歷了成百上千次的機(jī)器調(diào)試和原料配比，可以順利打印的渣土3D打印機(jī)才最終誕生。

“有了這項(xiàng)技術(shù)，花錢的事都變成了賺錢的事，打印出的建筑制品自己工地用不了，還可以賣錢�！北本┏缃ü�司總經(jīng)理趙亮算了一筆賬：以一個(gè)20萬平方米的住宅群體建筑為例，如果地下為二層，渣土量大約有15萬立方米，即便渣土處理消納只有5公里的運(yùn)距，在北京市僅運(yùn)輸和消納費(fèi)用就達(dá)750萬元，還有100萬元的粉塵處理費(fèi)。使用3D打印技術(shù)后，不僅可以節(jié)省一部分運(yùn)輸和處理費(fèi)用，還減少了渣土外運(yùn)和圍墻、路面材料回運(yùn)，因此減少了汽車尾氣的排放，對城市霧霾治理發(fā)揮作用。

建筑渣土3D打印機(jī)原理

第一代建筑渣土3D打印機(jī)系統(tǒng)原理如下：

“渣土建筑3D打印技術(shù)”集自主研發(fā)的渣土建筑3D打印機(jī)與添加劑為一體，將建筑渣土打印成圍墻、護(hù)欄、景觀及安全警示牌等建筑制品，實(shí)現(xiàn)無�；�的生產(chǎn)工藝。

第二代建筑渣土3D打印機(jī)：

在第一代機(jī)器研發(fā)成果基礎(chǔ)上，北京崇建公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對施工現(xiàn)場臨建制品（圍墻、護(hù)欄）的不同強(qiáng)度要求和渣土性質(zhì)差異等，進(jìn)行大型建筑渣土3D打印樣機(jī)的設(shè)計(jì)、試制和打印臨建制品攻關(guān)，大到機(jī)器軸距的設(shè)定和準(zhǔn)確定位，小到每一個(gè)零部件的組裝實(shí)驗(yàn)，都是經(jīng)過研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員多次地討論與實(shí)踐探尋，最終將建筑渣土打印成圍墻、護(hù)欄、地面等臨建設(shè)施，至此第二代“建筑渣土3D打印機(jī)”研發(fā)成功。在第一代機(jī)器基礎(chǔ)上，二代機(jī)打印出的成品質(zhì)量更好，技術(shù)含量更高，更能適應(yīng)施工生產(chǎn)需要。第二代3D打印機(jī)打印出的成品抗壓程度能夠達(dá)到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以將建筑工地上堆積的建筑渣土打印成安全警示牌、雕塑、保安亭等建筑制品及各類產(chǎn)品。

北京崇建公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后以“大型3D渣土打印機(jī)Z軸成型系統(tǒng)”為核心技術(shù)，在2016年9月申報(bào)了國家發(fā)明專利（文末附上專利下載），作為研發(fā)核心技術(shù)的無模劑等也正積極尋求專利保護(hù)，通過一系列舉措完善公司創(chuàng)新工作體系，形成技術(shù)壁壘，成為企業(yè)無形資產(chǎn)，為科技成果市場化架起橋梁。

據(jù)南極熊了解，中國是全球規(guī)模最大、建筑企業(yè)最多的國家。目前國內(nèi)建筑施工工地的臨建設(shè)施均為人工加工，生產(chǎn)效率底，人員浪費(fèi)，加上施工現(xiàn)場有很多的渣土資源。北京崇建公司的建筑渣土3D打印技術(shù)，就地回收渣土和建筑垃圾等廉價(jià)打印材料，應(yīng)用于施工臨建，不僅提高企業(yè)生產(chǎn)效率，而且節(jié)約了人力成本，降低了材料成本，節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用和施工時(shí)間，避免施工作業(yè)現(xiàn)場的揚(yáng)灰現(xiàn)象，為建筑綠色施工邁出了綠色的第一步。


專利下載：
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2017-10-13 11:14 上傳

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來源：網(wǎng)絡(luò)
編輯：南極熊