随着（zhe）3D打（dǎ）印建筑技术的不断发展，其对整个建筑行（háng）业的影响在（zài）不断加（jiā）深（shēn）。日前，“世界（jiè）首例原位3D打印双层示范建筑”在广（guǎng）东（dōng）成功完成主体结构，意味着我（wǒ）国建筑3D打印（yìn）技（jì）术在（zài）某（mǒu）些应用方面已经（jīng）超（chāo）越国外同行，未来有（yǒu）望（wàng）深入改变我们的生（shēng）活（huó）。

两层（céng）小（xiǎo）楼，7.2米高，一层（céng）层叠（dié）起的墙体（tǐ），颜色灰突突的。在一栋栋摩天大厦拔地而起、众多地标（biāo）性建筑彰（zhāng）显（xiǎn）特色的今天（tiān），这（zhè）样一栋小楼，显得很平常。

但是，如果这栋小楼是（shì）“3D打印”出来的呢？

    “世界首例原位3D打（dǎ）印双层示范（fàn）建筑”效果（guǒ）图。（图片由中建二局（jú）华南（nán）公司提供（gòng））

这栋小楼不（bú）寻（xún）常 

11月17日，中建二局广东建（jiàn）设基地。一个高大的金属框架立（lì）在地面，喷（pēn）吐混凝土材料的“打印头”悬（xuán）挂其上（shàng），可以实现XYZ轴3个方向上的（de）自（zì）由移动。此时，连续（xù）“喷墨”几十个小时的建筑3D打（dǎ）印机（jī）已（yǐ）经（jīng）完成了工作（zuò）——这（zhè）栋（dòng）其貌不扬（yáng）的小楼（lóu）就（jiù）是（shì）它的作品。

小楼有个响（xiǎng）当当的名（míng）号——“世界首例原（yuán）位3D打印双（shuāng）层示范建筑（zhù）”。其特殊性在于，它是一栋“原位3D打印”出来的（de）建筑（zhù），是（shì）一栋不用拼装、在现场直接（jiē）将主（zhǔ）体打（dǎ）印（yìn）成形（xíng）的建（jiàn）筑，也是一栋首次运用这项技术（shù）并成功（gōng）完成的双层建筑（zhù）。同时，这也意味着（zhe）我国建筑3D打印技术与国际同步发展，甚至在某些应用（yòng）方面已经（jīng）超越国外同行（háng）。从这个角度看，这栋小楼不寻常。

3D打印技术诞生于上世纪90年（nián）代中期。一般认为，这是一种以（yǐ）数字模（mó）型文件为基础，运（yùn）用（yòng）粉末状金属（shǔ）或塑料等可黏合材料，通过（guò）逐层打（dǎ）印的方式（shì）来构造物体（tǐ）的技术，在（zài）航（háng）空航天、医疗产业等领（lǐng）域都有应用，而应用在建（jiàn）筑（zhù）方面（miàn）还很少见。

中国建筑技术中心材（cái）料工程研究所所长助（zhù）理霍（huò）亮介绍：“3D打印建筑的基本原理与一（yī）般（bān）打印机（jī）一样，要（yào）有打印机体、喷（pēn）头、油墨、纸张。”如（rú）果把建筑四（sì）周搭建的金（jīn）属框架（jià）视作打印机（jī）的机（jī）体，那么喷（pēn）吐（tǔ）混凝土的“打印头”就相当于打印机的喷头（tóu）。建筑（zhù）打印用的“油墨”可不是普（pǔ）通的混凝土，而是为（wéi）打印施工特（tè）殊配制（zhì）的打印材料。当然，“纸张”也十分（fèn）重要。在施（shī）工前，工人在地下（xià）预（yù）埋钢筋（jīn），这就（jiù）相当（dāng）于（yú）“纸张”了。打印头通过（guò）一圈一圈连（lián）续喷吐（tǔ）宽（kuān）5厘米、厚2.5厘米的打印材料（liào），经过层层堆（duī）积建造墙面，不到30个小（xiǎo）时就能打印完占地（dì）面积约120平方米（mǐ）的一层楼墙面。而（ér）且在打印过程中，随着墙体不（bú）断（duàn）升高，还（hái）需要按照图纸加装（zhuāng）钢（gāng）筋，使“纸（zhǐ）张”实（shí）现（xiàn）动态延伸。

“工人可以趁着混凝（níng）土砂浆尚未凝固时在墙（qiáng）体底部开洞，为（wéi）墙体内的钢（gāng）筋笼与地基（jī）中的钢（gāng）筋焊接预留（liú）出空（kōng）间。”中建二局广东建设基地有限（xiàn）公司科技部副（fù）经理（lǐ）黄云补充说（shuō），“手感像是切蛋糕（gāo），操作起来相当方便”。

3D打（dǎ）印墙体特写照片。（图片由中建二局华（huá）南公（gōng）司提（tí）供）

打印技（jì）术不寻常 

且（qiě）不（bú）说（shuō）现场（chǎng）观感（gǎn），从技术层（céng）面描述建筑的（de）“打（dǎ）印”过程也不复杂：先是通过（guò）计算机软（ruǎn）件完成模型分割；接着将三维（wéi）图（tú）形（xíng）信息转（zhuǎn）化（huà）成打印路径，同时计算出（chū）打（dǎ）印速度；然后（hòu）输（shū）送泵将打（dǎ）印（yìn）材料送至打印头，打印头再按（àn）照（zhào）设（shè）定程序（xù）进行三维（wéi）走位，建筑构件就（jiù）被“打（dǎ）印”出来了。此次打印完成占地面积约120平方米（mǐ）的一楼墙（qiáng）面（miàn），用时不（bú）到30个小时。

然而，新技术（shù）简单易行的背后是科技力量的强大支撑（chēng）。

一是打印材（cái）料不寻常。宽5厘米、厚2.5厘米的混凝土材料一层覆盖（gài）一层，如果下层混凝（níng）土凝（níng）结慢（màn），强度不（bú）够，就（jiù）无法（fǎ）支撑上（shàng）层材料的（de）重量（liàng），有可能导致墙面变形甚至垮塌；如果凝结得（dé）太快，每一层材料与上层材料的有效黏（nián）合又难以实现。如何（hé）让混凝土（tǔ）满（mǎn）足3D打印建筑的需求，本身就（jiù）是个难题。“我们通（tōng）过反复试验，在普通混凝土中（zhōng）添加了外（wài）加剂，通过调节材（cái）料黏（nián）稠度和凝（níng）结时间（jiān），解决了（le）这（zhè）一问题。”霍亮说。

二是原位3D打印建筑（zhù）技术（shù）不寻常（cháng）。客（kè）观地看，在建筑（zhù）行业引入“3D打印”技术已有先例，但大部（bù）分应用（yòng）都在工厂中完成。工厂打印出能够组合拼装成形的各种建筑构件，然后搬运到建筑所在地（dì）进行（háng）拼（pīn）装。而原位3D打印建造技（jì）术（shù）可以实现原位打印，即在现场直接将（jiāng）主体（tǐ）打印成形，无需二次拼装，这需要克服户外环境变化带来的一系列挑（tiāo）战（zhàn）。对此，施工人（rén）员在建筑周边装备喷雾设施，用于（yú）打（dǎ）印中的保湿和（hé）打印后（hòu）的混凝土（tǔ）养护。“饭要一口一口吃，楼要（yào）一层（céng）一层印。在一层墙体打印完成后，我们（men）还需（xū）养护至少3天，确保材料（liào）强度达到可开（kāi）展下阶段施工的条件。”中建二局广东（dōng）建设基地有（yǒu）限公司（sī）总（zǒng）工程师苏铠（kǎi）说。

三是建造难度不寻常。此（cǐ）次实践，他们采用（yòng）轮廓工艺（yì），分内外两层打印，打印出的墙体是“空心（xīn）”的，方便添加（jiā）保暖填充（chōng）物。而将这项技术（shù）成功运用到难度更大的双层建筑（zhù）建造上（shàng），更是一种（zhǒng）突破（pò）。

施工人员在（zài）3D打印（yìn）墙体施（shī）工（gōng）中。（图（tú）片由（yóu）中建二局华（huá）南公司提供）

在不寻常中求索“寻（xún）常”

研制3D打印建（jiàn）筑，意义何在？

苏铠向（xiàng）经济日报（bào）-中国经（jīng）济网记（jì）者（zhě）介绍：与传统（tǒng）施工技（jì）术（shù）相比，3D打印技术的机械化程度更高（gāo）、成（chéng）本更低；而且整个施工过程不（bú）需要模板（bǎn），不但能节约材料约60%，还可减少（shǎo）建造（zào）过程中的工艺损耗和能源消（xiāo）耗；由（yóu）于3D技（jì）术（shù）打印（yìn）房屋全部使（shǐ）用机（jī）械自动化操作，以往要十几名工人操作的项目完全（quán）可以减少一半人力；特别重要的（de）是（shì），整个施工过程更加安全（quán），工人的劳（láo）动强度也（yě）降（jiàng）低不（bú）少。

站在更大的格局上看（kàn），建筑3D打印技术对整个建筑行业的（de）影响亦在不断加（jiā）深。一方（fāng）面（miàn），应用这一技术可实现更高的（de）设计自由度，这为（wéi）建筑设计师的（de）自由创作提供（gòng）了更多可能；另一（yī）方面，这一技术可实现更高（gāo）的定制（zhì）化（huà）要（yào）求，能推动（dòng）建筑的标准化与个性化更好结合。“这将（jiāng）是一个（gè）打破传统束缚、使建筑结（jié）构顺应（yīng）个性化需（xū）求（qiú）的过程。”霍亮说。

无论技术有多牛，能否实现大规模应用才是关键。于是（shì），在一系列不寻常中求索“寻常”，是建筑3D打印技（jì）术研发团队始终关注的问题（tí）。此次原位（wèi）3D打印（yìn）技术的成功应用，克（kè）服了需要大量机械吊装预（yù）制构件（jiàn）、构件二次（cì）运（yùn）输等问题，为3D打（dǎ）印技术在建筑领域的推广奠定了基础。

现实地看，从技术突破到（dào）应用（yòng）推（tuī）广，建筑3D打印还有很长（zhǎng）一段（duàn）路要走，还有一些难题尚未解决。比如，3D打印具有（yǒu）无模板的优点，但是打（dǎ）印墙体中的（de）横向钢筋、竖向钢（gāng）筋、箍（gū）筋的布（bù）置和连接在目前的工艺中（zhōng）还不能（néng）有效解决；又（yòu）如，不同建筑环境对打印材料的要求也不同，研发（fā）具（jù）有（yǒu）更优越强度（dù）及耐久性（xìng）的建筑3D打印材料，也（yě）是建筑3D打印技术更好（hǎo）推广的（de）重要基础（chǔ）；再如，建筑（zhù）3D打（dǎ）印机也需要进一步强化能力、实现更（gèng）多（duō）功能，能够根据建筑的体量大小、建（jiàn）筑（zhù）场地附近的施（shī）工条件以及施工进度的要求，进行（háng）全尺（chǐ）寸打印、分（fèn）段（duàn）组装式打印（yìn）、群组机器人集合打印等。

因此，霍（huò）亮特别强调：“建（jiàn）筑（zhù）3D打（dǎ）印技术与现有施工（gōng）技术是互补（bǔ）的、相互依靠的关系。研（yán）发及应（yīng）用这（zhè）一技术不（bú）是要替代（dài）现有施工技术，而（ér）是（shì）将其作为对现有施工技术的一个强有力（lì）补充（chōng）。”

虽然未来的不确（què）定性很（hěn）多，但（dàn）可以预见的是，由于建筑3D打（dǎ）印技（jì）术的不断发展，整个建筑行（háng）业的设计、施（shī）工思路与方法必将随之变化。建筑师（shī）、工程师和建筑（zhù）工人将（jiāng）借助科技之（zhī）力，将建（jiàn）筑（zhù）与3D打印结合，完成对现有（yǒu）建筑技术的（de）再造。