從步行橋到公交站臺 3D打印離大規(guī)模應用還有多遠

來源：南京日報

1月12日，世界最大規(guī)模3D打印混凝土步行橋在上海寶山智慧灣啟用；1月16日，江蘇省內首個混凝土3D打印的裝配式公交站臺在南京江北新區(qū)研創(chuàng)園內投用……新年伊始，市政工程領域接連傳出有關3D打印的好消息。人們在感嘆科技進步的同時，不由充滿期待。3D打印是不是啥都能打？打印的房屋、橋梁等大型建筑和設施，距離大規(guī)模應用還有多遠？

混凝土3D打印技術有著潛力巨大的應用空間。作為智能建造的重要方式，它對中國工程建設的智能化發(fā)展及推動建筑工業(yè)的轉型升級有著重要作用。例如，傳統(tǒng)建筑技術會產生很高比例的建筑垃圾，而3D打印混凝土技術在建筑過程中實現了材料的充分利用，減少了建筑垃圾的產生。南京江北新區(qū)研創(chuàng)園內的這座3D打印公交站臺，更是直接以南部新城建設中產生的建筑垃圾為主要打印材料，非常符合當下的綠色發(fā)展理念。

近年來，國內外很多團隊都在籌劃批量快速打印更便宜的住宅、更高的樓房。去年，美國一家公司對外宣布僅耗資人民幣6萬多元就打印了一座小別墅，并計劃在18個月內為無房住的人打印100間住房。但到目前為止，這一設想沒有更多進展披露。上海3D打印步行橋的建成，被認為是混凝土打印材料技術從研發(fā)到實際應用邁出了可喜的一步，也標志著中國3D混凝土打印建造技術已跨入世界先進水平。據悉，該工程使用了兩臺機器臂3D打印系統(tǒng)，耗時450小時打印完成全部混凝土構件。與同等規(guī)模的普通橋梁相比，它的造價只有三分之二。   

張亞梅是東南大學材料科學與工程學院副院長，她經常在朋友圈分享學生打印的混凝土構件。自去年開始，東大就指導本科生探索3D打印混凝土技術，大二還開設了3D打印混凝土創(chuàng)新體驗課等。張教授告訴記者，3D打印技術在土木工程領域是對傳統(tǒng)混凝土建造技術的很好補充。但目前這一技術運用到高樓等大型建筑，尚有很多結構和材料等關鍵問題要解決。

張亞梅認為，3D打印混凝土技術首先需要有適合的設計方案，南京的3D打印公交站臺就是結合了安全技術、顯示技術、網絡技術交叉集成應用的結果。其次，打印大型建筑，需要有與之匹配的建筑規(guī)范，特別是梁柱節(jié)點的處理等。她強調，最為關鍵的是，現有的建筑標準是根據常規(guī)混凝土建造工藝制定的，大規(guī)模推廣打印大型建筑，先要從頂層設計一系列與3D打印混凝土建造技術相關的標準。

南京嘉翼增材制造技術研究院有限公司正在參與此類標準的制定。公司負責人李進表示，人們必須要對3D打印有正確的認識，在現階段，3D打印不是萬能的，它打印的不是房子整體結構，而是打印可裝配的建筑構件，工廠打印加工、現場組裝，通過裝配式規(guī)范，實現建房子的理想。因為一幢房子的結構是復雜的，材料也是多元的，還要考慮梁柱結構與其他結構的銜接、保溫層材料、防火性、透氣性等問題，3D打印不能包納所有的功能。另外，高樓大廈等大型建筑的各種結構體系如何與3D打印結合，都需要進一步研究。

張亞梅教授及團隊承擔了國家重點研發(fā)計劃科研課題，正在開展3D打印混凝土材料、工藝和性能的系統(tǒng)研究。她表示，3D打印為未來的建造模式帶來無限可能，相信隨著標準的完善、技術的進步，生活中很多建筑都可以實現3D打印。


來源：南京日報