正在進(jìn)行3D打印的雙層樓房

　　建造樓房，可以像打印文件一樣？日前，在湖北宜昌三峽大學(xué)3D打印研發(fā)基地，一棟3D打印的雙層建筑封頂。

　　“這棟小樓高8米，占地100平方米，從3月初開始打印到封頂，一共用時(shí)22天，只需3名工人。”該項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院副教授李洋波介紹。

　　打印樓房的機(jī)器長什么樣？在小樓上方，有一個(gè)白色的像龍門架一樣的大家伙——“這是3D樓房打印機(jī)，雙層小樓就是它打印出來的。”李洋波說。

　　不同于傳統(tǒng)磚墻，3D打印的樓房墻面全部由純混凝土砂漿構(gòu)成。“只要設(shè)定好3D打印設(shè)備的參數(shù)，把材料攪拌好，通過液壓泵送到打印設(shè)備的噴嘴，就能一鍵自動打印房子。”李洋波介紹，房子的墻體、樓板、樓面都是一體化打印完成的。

　　“3D打印房子的關(guān)鍵材料是混凝土，需要兼具流動性和凝固性。”李洋波說，團(tuán)隊(duì)調(diào)試了30多種材料，最終在制作時(shí)加入一定比例的纖維和纖維素，才調(diào)試成了合適的材料。

　　材料找到了，設(shè)備材質(zhì)又出現(xiàn)了困難。“2022年，我們用鋁合金制成的第一代3D樓房打印機(jī)比較輕，打印時(shí)設(shè)備經(jīng)常晃動。”李洋波說。

　　制作第二代3D樓房打印機(jī)時(shí)，李洋波和團(tuán)隊(duì)將主體換成了鋼管，重量增加了，可打印時(shí)設(shè)備總會卡頓，精準(zhǔn)度又沒了。

　　不斷摸索、不斷改進(jìn)，2024年初，李洋波和團(tuán)隊(duì)把設(shè)備結(jié)構(gòu)換成了龍門架樣式，左右各有“一條腿”，“腳掌”增大，“打印機(jī)”工作起來更穩(wěn)當(dāng)了，“現(xiàn)在，打印機(jī)噴嘴兩次走到同一位置的偏差已控制在0.1毫米以內(nèi)，打印的形狀偏差不超過2毫米。”

　　安全性有保證嗎？現(xiàn)場，小樓墻體出現(xiàn)了不少裂紋。“在澆筑時(shí)，氣溫在30攝氏度左右，墻體表面水分蒸發(fā)較快，產(chǎn)生了裂紋。”李洋波說，裂紋只出現(xiàn)在非承重墻墻體，在正常可控范圍內(nèi)，并不會影響整體結(jié)構(gòu)安全。

　　此外，這棟房子整體承重是由15根立柱和中間的梁板構(gòu)成的框架體系，3D打印的是承重柱的外殼。“在打印過程中，待承重柱打印到樓板高度后，我們會將鋼筋籠通過空心部位裝進(jìn)去，并和地圈梁鋼筋焊接在一起，形成一個(gè)整體，再把二層板梁鋼筋綁扎安裝到位，進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆。”李洋波說。

　　環(huán)保是另一個(gè)優(yōu)勢。李洋波介紹，3D樓房打印機(jī)可以將建設(shè)過程中產(chǎn)生的磷石膏、建筑固廢等繼續(xù)制造成原料，“這棟樓房每平方米造價(jià)在1000元左右。”