3D整体打印别墅亮相北京宋庄

  首栋3D整体打印别墅近日亮相通州区宋庄镇富豪工业区，这栋别墅与普通别墅不同的是，它是通过3D打印技术整体打印而成，工期仅45天。这也是世界上第一个3D整体打印的别墅。本报记者 方非摄

  灰色螺纹状的墙体，城堡般的锥形塔尖，墨绿色的屋顶这栋位于通州区宋庄镇的别墅最近火了。因为，它是一栋用3D打印技术整体打印而成的别墅。

  这栋占地200平方米的别墅坐落在一处厂房旁边。不同于传统建筑四四方方的外观，这座别墅看起来更有西方城堡的风格。

  别墅共有两层，每层6个房间，上下两层结构相同。然而与传统建筑的墙体不同的是，这栋别墅的墙体呈现出独特的年轮蛋糕般的螺纹结构。对此，建造方北京华商腾达工贸有限公司负责人吴建平解释，无论是小型的3D打印机还是“超级打印机”，都是分层打印，即将材料一层一层堆叠，外表看起来会有一圈一圈的螺纹。

  别墅室内目前还比较简陋，不进行装饰，室内墙面同外墙面一样，呈螺纹状。只有一层的一间房屋内墙面进行了刷白。吴建平说，对别墅内部墙面的装饰基本就是简单刷白，不进行其他复杂装饰，尽可能保持3D打印的原汁原味。

  吴建平和记者说，以往，国内外的3D打印建筑都是提前打印出房屋的部分结构再进行组装，但这栋别墅，四面的墙体都是通过3D打印机在施工现场直接打印，算是“整体打印”。

  打印这样一栋别墅，只用了45天。3D打印机是如何在这么短的时间里打印出这样一个“大家伙”的呢？

  从吴建平提供的当时的施工视频中记者看到，这台打印机由两条轨道、两个支架和一个可移动的大型喷头组成。

  吴建平说，要打印一栋建筑，总共需要4个步骤。第一步是电子配料；第二步将配好的原材料进行搅拌，调配混凝土的含水量；第三步是输送，把搅拌好的材料输送到打印机内；最后一步就是打印了，固定好预制钢筋结构的同时，要将打印机的两条轨道分别放置在钢筋架构的两侧，并框住整个建筑的大体范围。此时，只要把建筑图纸数据输入到打印机的数控系统内，系统就会自动操控起打印喷头，并按照墙体走向在钢筋上浇筑混凝土了。

  这台打印机每层可打出10厘米高度，其人性化的表现更像装了个“智能大脑”。它每打一层，不光是打印别墅四周的墙体，同时会把分隔每个房间的墙体也一并打出，在需要预留窗户的位置，系统还会自动停止喷出混凝土，待绕过窗户的位置再继续自动浇筑。

  “打印这样一栋别墅，最大的难题在于怎样克服混凝土无法迅速凝固的问题。”吴建平透露，普通混凝土搅拌好后，因为没有办法迅速凝固，墙体很难成型，经过他带领的研究团队不停地改进革新，这台3D打印机喷出的混凝土最终实现了在3至5分钟内凝固成型，“人踩在上边都没问题！”

  记者了解到，这栋别墅已经不是吴建平他们第一次现场整体打印房屋建筑了。早在2014年，吴建平团队就曾尝试利用3D打印技术现场整体打印了一栋7.5米长、5米宽、2.2米高的小型建筑，只不过那栋建筑使用的原料是沙子和水泥混合而成的砂浆，并不坚固。

  谈及自己的这件作品，吴建平很得意，“因为我们经费有限没有办法送到实验台上去检测，但是依照国家对房屋建筑规划设计的要求，建造一个同样面积且可抗八级地震烈度的两层建筑，有5吨钢筋足够了。我们这个用了20吨，抗震绝对没问题。”

  3D打印的这栋别墅安全吗？北京市地震局抗震设防办公室总工程师罗华春在接受记者正常采访时表示，“针对这种3D打印建筑技术，我国目前还没有专门的相关抗震设防标准，但根据我们国家相关规定，不管以什么方式修建的建筑工程，因涉及百姓的生命和财产安全，都应该符合我国现行的建筑工程抗震设防相关规定。”记者通过调查了解到，我国建设工程在施工前都有一项程序是设计图纸审查，这个环节会涉及对建筑抗震设防的审查。此外，当建筑工程完工后，也会有相关住建部门对工程质量进行工程验收。

  吴建平和记者说，该别墅建成后只有宋庄镇土地稽查队工作人员检查过，到目前为止并未有住建部门对该建筑的工程质量进行过工程验收。同时，他还表示，这栋别墅是公司试验3D打印设备的试验品，不会对外出售，一层将用作“样板间”进行展示，二层则打算用作员工的办公用房，放置一些办公用品。

  这两天，公司接到不少电话，有预约采访的，有预约参观的，吴建平也感到，这栋别墅要“红”了。

  其实，这栋别墅早在2015年11月底就建成了。据北京华商腾达工贸有限公司工作人员称，别墅开建之初，吴建平也曾邀请媒体进行报道，但关注的人寥寥无几，许多人都认为这不过是个噱头，一栋钢筋混凝土的实体建筑怎会是通过打印完成呢？但是吴建平坚持要实现这个看起来不切实际的想法。直到今年6月，英国一家媒体首先对这栋别墅进行了报道，随后便立刻引起了社会各界的广泛关注，许多媒体争相进行报道，还有不少建筑机械设备从业者也希望可以参观这栋别墅。

  吴建平已在建筑机械设备制造业干了40年，他深知打印别墅的价值：如果用传统建筑方法建造一栋等面积的二层建筑，大概需要3个月到半年的时间，人力成本大概要占建筑总费用的一半左右。但是3D打印技术直接浇筑成型，取消了模板工序，大幅度的降低工程造价，且机械施工能减少80%至90%的人力成本，加快了施工速度，缩短了施工工期。

  北京华商腾达工贸有限公司已经就这项3D整体打印建筑技术申请了国家发明专利，目前正在审批中。

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