世界上最大的原位3D打印的雙層建築即將到來

近日,一棟建築面積230平米,總高度7.2米的雙層辦公樓在中建二局華南公司廣東建設基地開始3D打印建造,預計11月上旬將打印成型,這個由世界500強企業中國建築承擔的國家級項目,屆時它將成爲世界上最大的原位“輪廓工藝”3D打印雙層建築。

世界上最大的原位3D打印的雙層建築即將到來

觀摩啓動會現場

10月28日,中建二局華南公司廣東建設基地舉辦了“建築3D打印”示範工程打印觀摩會,河源市政府、龍川縣委縣政府、深圳市住房和建設局、中建股份有限公司技術中心和華南公司等共計150人蔘加觀摩活動。觀摩活動由廣東省建築材料行業協會裝配式建築分會監事長、中建二局廣東建設基地有限公司董事長常俊國主持,我會劉蓮香常務副會長、常務祕書長陳峯、副祕書長盧毅應邀出席了活動。

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“建築3D打印”示範工程打印觀摩會現場

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河源市龍川縣委書記黃添勝到會祝賀

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中建二局有限公司華南公司總經理、黨委副書記張春軒致歡迎辭

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李景芳 中建股份有限公司技術中心副主任

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張 濤 中國建築技術中心材料所所長

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常俊國 中建二局廣東建設基地有限公司董事長

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李志遠 廊坊中建機械有限公司洛陽公司總經理

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廣東省建築材料行業協會祕書長、裝配式建築分會常務副會長劉蓮香女士接受媒體採訪

截至10月28日16時,國際首例3D原位打印二層示範建築項目已經完成首層打印。這標誌着原位3D打印技術在建築領域取得突破性進展,爲3D打印技術推廣應用奠定基礎。

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據瞭解,該項目是由中建股份技術中心和中建二局華南公司聯合立項課題《建築3D打印技術研究與應用示範》的展示工程,打印設備由中建機械公司設計製造。打印時需要的材料、設備、工藝及控制軟件均是自主開發,已經獲得13項發明專利授權,是中國技術、中國製造的一次實驗成品。

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3D打印建造技術與傳統的建造技術相比,具有數字化、智能化、機械自動化程度高等特點,同時可有效降低施工成本。本項目的實施,即檢驗了原位3D打印建造技術可實施性,也爲實際應用積累經驗、爲該項技術的推廣應用奠定基礎。據悉,這塊“試驗田”生產出的3D打印技術成果將運用到深圳長圳公共住房項目中,也意味着國內原位3D打印技術將首次實現開花結果。實施中將運用原位3D打印建造技術,將普通混凝土材料打印成牆體、構造柱等構件。

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建築3D打印技術與普通打印工作原理基本相同,打印機內裝有特殊的混凝土拌合物 “打印材料”,通過電腦控制把三維立體圖裏的形狀直接逐層打印成立體構件。此次採用原位輪廓工藝3D打印建造的辦公樓較過去的3D打印技術有三方面突破:一是原位打印,即現場直接將主體打印成型,無需二次拼裝;二是採用輪廓工藝,即打印出的牆體是爲中空的,方便添加保暖填充物;三是首次將這項技術運用到雙層建築上,結構難度更大。與傳統的建造技術相比,該技術具有數字化、智能化、機械自動化程度高等特點,在縮短工期的同時能更環保。

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據瞭解,3D 打印建造技術項目佔地面積約120平方米,建築面積約230平方米,分爲上下兩層,建築一層高3.5米,二層高3.3米,建築功能初步設計爲一層設有展廳,二層設有辦公室。打印部分爲牆體和構造柱,牆體厚度300mm,構造柱250mm,樓板、梁、樓梯和門窗爲預製構件。

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3D打印機打印出來的小構件

建築原位3D打印是在施工現場預先安裝打印機設備,調配打印材料,根據施工階段實時打印建築,它是以數字模型文件爲基礎,運用可黏合混合物材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。它與普通打印工作原理基本相同,打印機內裝有特殊的混凝土混合物“打印材料”,與電腦連接後,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。3D打印設備“喫進去”原材料,可以“吐出來”一棟樓。3D打印建造技術與傳統的建造技術相比,具有數字化、智能化、機械自動化程度高等特點,同時可有效縮短工期,且更具環保。

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中建技術中心自主研發的大型建築3D打印機

據瞭解,在省材料方面,3D打印房屋成套設備使用的都是市場常規使用的原材料,打印材料使用的都是傳統鋼筋混凝土,配合預製的添加劑,採用商混站進行基礎材料的攪拌製備和設置乾粉儲料罐以及現場攪拌製備兩種方式,以減少材料運輸的損耗;在省人工方面,3D技術打印房屋全部使用機械自動化操作,極大節約了人力成本。如果要建造二層的樓房,主體打印部分僅需3天,配合5~6名工人就可以完全建造好;在節約材料方面,3D打印房屋沒有原料的浪費,工業垃圾少,在很大程度上降低了工程總造價,由於原材料是高強度混凝土,生命週期可以達到三十至五十年。因此,3D打印建築的用途也不侷限於臨時用房,還可以普及到各種類型的房屋;在造型方面,使用3D打印機打印建築在造型方面也有很大的優勢。只要設計軟件和材料到位,對於複雜的建築造型人工施工不能完成的造型,3D打印機依然可以成功完成。

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最終效果圖

專家風采建築材料領域專家——張濤張濤:中建研究院(中建技術中心)材料工程研究院所長,“三清”博士,中國混凝土與製品協會3D打印分會副理事長兼祕書長、UHPC分會專家,中國建築學會建材分會理事,中國硅酸鹽學會固廢分會冶金渣專委會副主任委員。北京建築大學、中國礦業大學的校外碩士研究生導師。

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學術研究:研究領域涉及超高性能混凝土、超低溫環境混凝土技術、工礦廢渣利用技術、建築3D打印技術等。

研究成果:參與了《建築垃圾再生高品質裝飾混凝土製品的製備與應用關鍵技術研究與示範》等國家重點課題,以及《建築3D打印技術研究及應用示範》等中建集團課題10餘項;獲得省部級科技獎勵二等獎2項,三等獎8項;授權國家發明專利20餘項,軟件著作權4項;主編、參編專著5部,發表核心期刊以上論文30餘篇;主編、參編行業標準5項;國家及省部級工法6項。

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