传统建筑业对3D打印的期待

2019-11-16 11:21图文来源:人民网-人民日报海外版

“吃”进混凝土,“吐”出一栋楼。3D打印是时下最新潮的技术之一,建筑业是人类最古老的行业之一,当二者相遇在一起,必然碰撞出创新的火花。而我们生活日常的变化,人类社会的进步,很可能就在这火花中产生。

如今,“3D打印建筑”逐渐从概念变成了现实,从实验室走向了工地。越来越多的国家开始尝试用3D打印技术建筑房屋。把3D打印技术用在盖房子上有什么潜在优势呢?

施工速度快。3D打印的施工速度是人工的数倍,而且可以做到24小时昼夜不停。早在2017年,杭州一家公司仅耗时24小时左右,就打印出一幢250平方米的双层别墅。这意味着,房屋的交付周期将大大加快,买房子或许能像买家用电器一样简单。

人工成本低。建筑业目前仍然是劳动密集型产业,人工成本是建筑业最大的成本之一。而对3D打印来说,打印过程基本由机器完成,极少需要人工干预。这样一来,“更少的人干活儿”,不仅可以节省大量人工成本,还可以降低施工中的伤亡事故风险,进而也就节省了许多安全措施费用。

定制能力强。人类受自身生理条件限制,对于一项技能,从接触到学习再到熟练掌握总有一个过程。想做到“什么奇怪的房子都能造”,非有数十年从业经验的老师傅不能实现。但对于3D打印来说,只要程序设计好,任何细节特点与复杂曲面都可以被快速打印出来。而且由于3D打印由程序和机器操控,往往误差可以控制在毫厘之间,这使得建筑设计师们获得了空前的设计自由度,工人经验的问题、材料加工的问题,将不再成为设计师表达想法的限制,建筑可以做到“一幢一面”,围绕客户个人需求量身定制。

当然,3D打印技术在建筑领域的应用也面临着一些瓶颈。这些问题不解决,3D打印技术很难真正对建筑业带来颠覆性的变革。

总体成本不低。虽然3D打印可以通过节约材料、节省人力来降低成本,但又增加了采购相关设备、聘用专业技术人员、购买专用打印材料的新成本。3D打印建筑命运的天平倾向哪边,就在这一增一减之间的平衡。

设计周期长。虽然3D打印的施工速度成倍提升,但前期方案的设计、审核以及将设计变为打印机器可执行的程序,也都需要时间。如能在确保安全的基础上缩短设计周期,那么3D打印的前景将更加光明。

建筑材料有待创新。我们都知道,今天的建筑普遍使用钢筋混凝土。坚硬的混凝土负责承担压力,里面坚韧的钢筋负责承担拉力。这一建筑业的黄金组合目前尚无更好的替代方案。而3D打印的最大问题就在于无法打印钢筋,只能喷涂速凝水泥等柔性材料。目前不少3D打印建筑只限于打印墙面,仍需加装钢筋,一旦涉及到高层,3D打印建筑缺少钢筋的问题会更加凸显出来。这就需要未来人们要么能找到兼具抗压抗拉作用的柔性材料替代钢筋;要么让3D打印头具备拧绞、切断、点焊等能力,能够把钢丝打印成类似于钢筋的框架基础。否则3D打印建筑就很难“长高”“长大”。

作者:韩维正责任编辑:刘阳
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