大塔吊喷出“水泥油墨”
网上曾流传一段来自美国的科技演讲视频引起轰动:美国南加州大学教授想建立一个3D打印机,可以在一天内打印出一套房子。这个巨大的3D房子打印机从地基开始,只要把门和窗户的CAD图样画清楚,保证打印完后有洞可以供人进去,其他的则留给巨大打印机来完成。他预计到2050年,3D打印房子将不再是一个稀奇事。而在位于苏州工业园区的上海盈创装饰工程有限公司厂房里,这已经不是一件稀奇事。
走进千余平方米的盈创厂房内,一幢长约10米,宽四五米,高6.6米的二层尖顶 “小洋楼”正躺倒在地,周围不见打地基、垒桩头、抹水泥的忙碌工人,没有尘土飞扬的施工现场,只有一台高大的龙门塔吊前后左右“走舞步”。抬头仔细看,高高的塔吊顶端吊着一个柱状喷头,灰色的泥浆“油墨”缓缓流出,配合着龙门吊的移动速度,在地面上一层层堆砌出厚约240毫米的“泥墙”。不过泥墙可不是实心的,打印墙体内部时,喷头走“之”字路线。
寻找合适的“油墨”最难
“这样既可以增加墙体结构的牢固度,更节约‘油墨’。”总经理马义和讲解着巨人般的打印机,为何“跳着”细琐精致的“舞步”。“其实,3D打印房子并不高深莫测,原理犹如厨师雕饰鲜奶蛋糕:厨师手中漏斗形‘奶油笔’通过现代机械设计被放大成这台庞然大物;缓缓流出的多彩鲜奶,就是建筑用打印‘油墨’。在整个研发过程中,寻找适合的建筑打印‘油墨’是最难突破的。因为普通混凝土适合传统的建筑施工,灌入3D打印机容易堵塞喷头,且流出速度、凝固时间等指标很难符合3D打印房子的成形要求。”
经过千百次的反复试验,并不断与国内外研究机构联合研发,技术人员终于找到了适合3D打印的建筑“油墨”——一种以特种改良水泥为基料,添加增强玻璃纤维和环保添加剂的新型建筑材料。
实验证明,这种液态的建筑材料可自凝固成形,其弹性大、自重轻、可塑性强,对人体零伤害,对环境零污染。其粘合性、凝固强度、稀释浓度等均能满足3D打印房子的各方面要求,房屋建成后符合建筑安全要求。由于一次打印成形,其牢固程度、抗震能力甚至比普通房屋更具潜力。去年10月份,首台3D建筑打印机正式启动,为青浦科技园区打印9栋工程项目部的用房。
打印两层楼只要几天
与传统的工地建房耗时费工相比,3D打印一幢两层楼的房子只要几天时间,总体的建筑成本降低大约50%。同时,根据不同的建筑类型,研究人员还在研究给打印“油墨”添加保温材料、环保材质或者高强度纤维等,让房屋更绿色、更环保、更抗震。
不过,由于厂房和运输条件的制约,3D打印出的房子目前只能是两三层楼高。未来,这种新技术和产品能否打印出摩天大楼,造福广厦万间,还依靠不断深入的技术研发和市场推广。
在马义和看来,3D打印技术加上高强度的纤维建筑材料,可使未来的建筑与钢筋混凝土建筑相得益彰,大大降低建筑物的材料和施工成本;施工现场若变身3D打印车间,更能极大减少扬尘对空气环境的破坏。