3D打印的未來

用打印機(jī)來蓋房？不要一磚一瓦,，只要一臺3D打印機(jī)，就能在24小時內(nèi)“興建”10間房,？號稱“全球首批3D打印實(shí)用建筑”的房屋近日亮相上海青浦,。“將建筑垃圾變廢為寶,，讓建筑工人做更體面的工作,，讓建筑成本降低50%，讓更多人住得起房子,，房型家具私人定制,，讓水更清天更藍(lán)……”其研發(fā)者馬義和近日也被冠上“全國3D打印第一人”的名號。
3D打印建筑究竟會帶來怎樣的革命,？建筑學(xué)專家認(rèn)為,，作為全球建筑革命的熱點(diǎn)，3D打印改變了傳統(tǒng)的建筑施工工藝,，從環(huán)保節(jié)能省時省力角度看,，有其創(chuàng)新意義。不過新型“油墨”打印的建筑,，其剛度,、強(qiáng)度和耐久性等綜合性能還待進(jìn)一步驗(yàn)證——
24小時能打印10間房
3D打印建筑揭開神秘面紗
近日，上海高新青浦園區(qū)的3D打印建筑正式揭開神秘面紗,。在園區(qū)內(nèi)的一片空地上,，10幢一至兩層的毛坯新房錯落安置。據(jù)悉,，這10幢有著方便面式外表紋理的房子,，并非由工人一磚一瓦砌出來，而是由一臺3D打印機(jī)，在24小時內(nèi)打印出來的,。
走進(jìn)一個3D打印的房間：設(shè)計的多樣性可以讓門窗等位置在“打印”過程中就預(yù)留出來,，并且根據(jù)需要安裝預(yù)埋件。與眾不同的墻體,，也并非鋼筋水泥澆筑,，而是用一種特殊的“油墨”，根據(jù)電腦設(shè)計圖紙和方案,，在現(xiàn)場層層疊加“噴繪”而成,。這項技術(shù)的發(fā)明者，上海某裝飾集團(tuán)的董事長馬義和展示了現(xiàn)場打印拍攝的視頻片段,，只見一只巨大噴頭像奶油裱花一樣源源不斷噴出灰色油墨,，油墨呈“Z”字形排列，層層疊加,，很快便砌起了一面高墻,。之后，墻與墻之間還可像搭積木一樣壘起來,，再用鋼筋水泥進(jìn)行二次“打印”灌注,，連成一體。馬義和介紹,，整個打印過程,，只需要一張圖紙、一臺電腦,、就地取材制造的足夠“油墨”,，就可以在24小時內(nèi)打印出10幢200平方米建筑。
打印機(jī)長啥樣
底部足有一個籃球場那么大
能打印房子,，該要一臺多大的3D打印機(jī),？技術(shù)方稱，高6.6米,、寬10米,、長32米的打印機(jī)，底面占地面積足有一個籃球場那么大,，高度足有三層樓高,。且打印機(jī)長度還可以延伸，完全拉開足有150米長,。馬義和前幾年對它完成了設(shè)計研發(fā),，然后全球定制零部件，最終在蘇州工廠組裝而成,。這次現(xiàn)身青浦的3D打印房屋就是在蘇州打印好后搬運(yùn)到上海的,。
“用3D打印機(jī)來造房,，是世界各國建筑師的夢想。此前,，俄羅斯曾發(fā)布一幢3D打印建筑,，但他們的原理是打印一個個像樂高積木一樣的配件，然后通過組裝做成建筑的墻體,；荷蘭打印了一個景觀房建筑叫莫比烏斯環(huán),，是通過用沙子和黏合劑的方式打印若干個模塊進(jìn)行組裝，最終,，也沒有打印出完整的房子。而有了這臺打印機(jī),，就可以就地取材,，制造打印‘油墨’，打出整棟房子,�,！瘪R義和稱。
“油墨”來自建筑垃圾
讓更多人住得起房子
3D打印房子是否為一種噱頭,，打印建筑牢度怎樣,，能用多少年？如果在將來推出3D打印住宅,，有人會買嗎,？面對這些疑問，馬義和回答說,，在他眼里,，3D打印不僅是一種全新的建筑方式，更是一種顛覆傳統(tǒng)的建筑模式,。它更加堅固耐用,、保護(hù)環(huán)境、高效,、節(jié)能,，不僅解放人力，還能大大降低建造成本,，造出普通百姓都能住得起的房子,。據(jù)他介紹，3D打印最大亮點(diǎn),，就是把建筑垃圾再利用,，同時讓新建建筑不會產(chǎn)出新的建筑垃圾�,！敖窈蠼ㄖ�過程將大大降低揚(yáng)塵和污染,，建筑工地不會再是一片狼藉,，城市空氣質(zhì)量也會得到改善�,！瘪R義和說,，中國建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的1/3以上，而3D打印建筑“油墨”的核心技術(shù)就是將建筑垃圾再利用,，通過技術(shù)處理,、加工、分離,，使之成為3D打印建筑“油墨”的原材料,。
這種“油墨”牢度怎樣？馬義和表示,，“油墨”是一種經(jīng)過特殊玻璃纖維強(qiáng)化處理的混凝土材料,，其強(qiáng)度和使用年限大大高于鋼筋混凝土�,！翱招膲�體不但大大減輕了建筑本身重量,，還可以隨意填充保溫材料，并可任意設(shè)計墻體結(jié)構(gòu),，一次性解決墻體的承重結(jié)構(gòu)問題,，因此無論是橋梁、簡易工房,、劇院,、還是賓館和居民住宅，其建筑體的強(qiáng)度和牢度都符合且高于國家建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),�,！备�顛覆想象的是，“油墨”擠出后會很快凝固,，保證打印機(jī)能連續(xù)打印,。“如果是整棟25層的住宅樓,，只要打好地基,，僅十天半月即可完成整棟樓的建筑框架。之后安裝好門窗,，排好各類電線管道,，再由打印機(jī)打印出整體的復(fù)合地板和家具，業(yè)主一個多月就可拎包入住,�,！瘪R義和說，這絕不是未來的夢想,，而是現(xiàn)今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的技術(shù),�,！艾F(xiàn)在，你看中了外灘的哪棟建筑,，或者喜歡全球哪套品牌家具,，只要用照相機(jī)拍下來，將設(shè)計圖紙輸入電腦,，很快就可拷貝不走樣地打印出來,。”更令他對自己產(chǎn)品信心十足的是3D打印的價格優(yōu)勢,。據(jù)他測算,，打印能使建筑能耗從70%降低到30%以下，讓建筑成本降低50%,，讓更多人住得起房子,。
建筑專家：創(chuàng)新值得肯定
但還有很長路要走
因青浦3D打印建筑的亮相，馬義和成為建筑業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn),。他的下一步計劃則是在全國尋找合作方，在全國間隔300公里范圍內(nèi)建100家夢工廠,，就地取材制造油墨,，就地打印。不過,，對于如此大手筆規(guī)劃,，也有人表示擔(dān)憂。專家表示,，雖然理論上運(yùn)轉(zhuǎn)良好,，但當(dāng)規(guī)模變大后，可能會突然失效,。很長時間里,，3D打印房屋可能只會用在一些臨時建筑上。
同濟(jì)大學(xué)建筑系教授來增祥則表示,，3D打印在建筑新材料開拓和建筑工藝上的創(chuàng)新探索值得稱贊,，不過3D打印房屋要真正普及，恐怕還需斟酌,。比如：該3D打印的“油墨”的構(gòu)成主要是高標(biāo)號水泥和玻璃纖維,。而據(jù)他所知，某些國家禁止建筑大量使用玻璃纖維,，因?yàn)椴ＡЮw維會影響人體呼吸系統(tǒng),。高強(qiáng)度水泥未來的回收也有困難，目前我國高層住宅普遍使用的是鋼筋混凝土或全鋼結(jié)構(gòu),，其中鋼鐵可以回收,，因此傳統(tǒng)建筑材料在未來一段時期內(nèi)依舊有很大優(yōu)勢。此外,，建筑不僅光有外在的形態(tài),，特別是人居住宅，更需要對內(nèi)部結(jié)構(gòu),、綜合強(qiáng)度,、剛度、防火性,、使用年限等多方面進(jìn)行綜合考量,。來增祥認(rèn)為“油墨”的承載力強(qiáng)度、耐久性等各項指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn),，還有待專家部門的權(quán)威檢測和認(rèn)證,。