建筑行業沒有必要用3D去打印 高成本有礙推廣

發布日期：2016-07-12來源：中國建設報編輯：伏牛山

[摘要]

　　 　當地時間2015年9月23日，美國田納西州，3D打印汽車和房屋。美國能源部橡樹嶺國家實驗室利用3D打印技術，打造了一輛汽車和一間房屋，這輛汽車使用的電池能夠與這間房屋配對，而房屋是通過屋頂的太陽能板為自己提供能源的。視覺中國

　　 從3D打印的人偶模型到汽車配件，從食品到人工椎體，從校園里也能見到的3D打印實驗室到3D打印研究院，3D打印在我國從走入公眾視野到今天，走過了轟轟烈烈的兩年。

　　 7月7日，青島，首屆中國3D打印節亮相2016電博會，琳瑯滿目的技術和產品被公眾認識和檢驗。與此同時，北京通州的一棟別墅里，國內外媒體和同行的參訪團絡繹不絕。這座半年多前被3D打印出來的建筑，正被好奇的目光注視著，人們試圖從中看到3D打印在建筑行業的未來發展圖景。

　　 3D打印在中國

　　 3D打印又名增材制造，根據數字3D圖像或模型，一層一層地打印出實物。傳統的加工制造是在原材料基礎上，使用切削、磨削、腐蝕、熔融等辦法，把沒用的削掉，進而得到零部件;3D打印無須原坯和模具，它把材料一層一層摞上去，生產產品的機器就像打印機一樣，用疊加、層疊的辦法形成產品。

　　 4月21日，全國增材制造標準化技術委員會成立大會在北京召開，這意味著，對接《中國制造2025》，增材制造(3D打印)標準化工作全面啟動。對于中國3D打印行業來說，這是一個歷史性的時刻。

　　 該委員會共有委員61名，涉及中國增材制造領域具有代表性的高校、科研院所、企業、行業協會等，涵蓋工藝、材料、設備、服務、檢測、認證及醫學等多個領域，被業界譽為“中國3D打印教父”的中國工程院院士盧秉恒擔任委員會的主任委員。

　　 在接受其他媒體采訪時，盧秉恒表示，3D打印可以帶來很多顛覆性的變革。例如，在航空航天領域，材料利用率可由5%提升至90%以上，制造周期由數月壓縮為幾天;概念飛機的設計可減輕質量的60%;新能源汽車可把2萬個零件集成為40個，6天打印完成且減重1/3。此外，3D打印也可以支持新科技革命，從增材到創材，3D打印可以研發超高強度、超高耐溫、超高韌性和超高抗蝕的合金材料。盧秉恒表示：“在全面推進科學技術創新的同時，如果能深入研究，不斷提高技術水平，掌握核心技術，那么，中國智能制造有望進入世界前列。”

　　 不過，雖然我國的3D打印在基礎研究和產業化方面已經有了一定的進展，盧秉恒在牽頭成立中國3D打印研究院接受媒體采訪時仍指出，我國3D打印產業的發展與美國相比仍有較大差距，如沒有形成產業鏈、工業環境不配套等。在一些核心技術和關鍵器件上，如3D打印機中的激光器，也仍然對國外依賴較大。

　　 在應用方面，我國的3D打印豐富程度遠低于美國。盧秉恒曾介紹，目前我國3D打印的大部分應用仍然集中在軍工領域的開發與模具的制造上。從設備數量上看，美國目前各種3D打印設備的數量占全世界40%，而中國只有8%左右。

　　 我國并沒有停止對3D打印應用進行探索的腳步。

　　 6月16日，北京大學第三醫院成功實施世界首個3D打印人工椎體植入人體手術，人工椎體誕生并獲國家食品藥品監督管理總局注冊批準。這不是3D打印第一次應用在我國的醫療實踐中。2015年8月，南京市兒童醫院在全國率先將3D打印應用于兒童先天性心臟病的治療過程——該院心外科專家使用3D打印技術，以1∶1的比例打印出一個嬰兒的心臟模型，并將其應用于手術中，成功地對一名出生僅3個月的復雜先心病嬰兒進行了心臟修復。

　　 但是，和各領域看似快速發展相對的，是社會上對于3D打印的質疑一直存在。“噱頭大于實質”“炫技大于實操”，被不少人詬病。

　　 整體打印別墅落地北京通州 專家對前景持觀望態度

　　 北京通州區宋莊鎮富豪工業區的一棟別墅最近吸引了中外媒體前去參觀。

　　 這棟別墅共有兩層12個房間，屋頂是像城堡一樣的綠色圓錐形。和常見的別墅不同的，是墻面上蛋糕花紋一樣層層疊疊的痕跡。這棟別墅由北京華商騰達工貿有限公司于去年11月底建成。據負責人吳建平介紹，這是世界上第一個3D整體打印的別墅。記者查看由該公司記錄的打印施工過程視頻發現，“打印”出這棟建筑的打印機由兩條軌道、兩個支架和一個可移動的大型噴頭組成。噴頭在軌道中“擠出”原材料，3~5分鐘之后凝固成型。

　　 吳建平介紹，他們首先進行電子配料，并進行攪拌，調配混凝土的含水量，然后將調配好的材料輸送到打印機里。在固定好預制鋼筋結構的同時，將打印機的兩條軌道人工放置在鋼筋架構的兩側，并固定好整個建筑的大體范圍。在此之后，把建筑圖紙數據輸入到打印機的數控系統中，打印機即可自動操作，將原材料澆筑在鋼筋上。

　　 用傳統建筑方法建造一棟等面積的二層別墅，工期為3~6個月，人工成本占總建筑費用的50%左右。吳建平說，他們用3D打印的方法建造一個同樣的別墅，直接澆注成型，取消了模板工序，可以縮短工期至45天。由于3D打印建筑幾乎沒有原料浪費，建筑垃圾少，工程總造價會降低。更重要的是，機械施工能減少80%~90%的人工成本。

　　 打印的別墅安全性能得到保障嗎?從事超過40年建筑業的吳建平說，該別墅可抗八級地震。但他坦言，由于經費有限，所以建筑物并沒有送到實驗室上去監測，但按照國家對于房屋建筑設計的要求，建造一個同樣面積且可抗8級地震的兩層建筑，需要5噸鋼筋。但他們的別墅用了20噸，所以他認為抗震性能可以達標。

　　 吳建平介紹，目前打印出的別墅，將作為公司試驗3D打印設備的試驗品，不會出售。一層將作為樣板間進行展示，二層將用做辦公場所。吳建平說，他們研發這個項目，是為了能夠在將來普惠于民，降低建筑成本，讓老百姓更容易接受。湖南大學建筑學院副院長柳肅認為，3D打印在建筑設計過程中、在打印建筑模型上十分好用。打印出的模型精巧、精密。但在建造房子上，目前還看不到能廣泛推廣的理由。

　　 一方面，是因為目前的建筑并不需要特殊的材料。柳肅說，3D打印出來的混凝土和人工做出來的區別不大，而且對于建筑這種不是特別精密的作業，難度不是很大，沒有必要用3D去打印。對于建筑行業引以為豪的減少廢料這一特點，柳肅說，建筑的廢料并不是那么可怕，有一定程度的浪費屬于正常。而就節省工時來說，工廠裝配同樣很快，不一定比3D打印慢。他介紹，發達國家很早就在使用裝配式的建筑，如柱子、墻、梁都是在工廠做好，運到工地像裝家具一樣裝起來。

　　 “這也能在45天之內完成。趕工程并非一個理由，一定要那么快干嘛呢?”柳肅提出了自己的疑問。

　　 另一方面，柳肅認為，3D打印的費用比普通的建筑貴，是另一個阻礙技術推廣的原因。

　　 多名專家都表示，這種新型建造的房屋，沒有相關的驗收標準和規范，距投入使用也有很長的距離。一位專家告訴中國青年報·中青在線記者，“如果需要驗收，任何人都是不敢簽字的。

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