整體3D打印別墅負責人：3D打印專業建設要專業

王嘉佩　朱子韜

現在很多技工院校開設了3D打印專業，但很多人認為，就業機會很少。事實并非如此。為了了解未來3D打印的應用，2016年7月6日，記者來到北京通州區實地考察了全國整體現場打印出來的第一棟別墅。

整體3D打印的奇妙

在記者面前的是一幢400平方米的兩層別墅。目前國內外的3D打印建筑都是提前打印出房屋的部分結構，再進行拼接。但這次打印的區別在于四面的墻體都是通過3D打印機在施工現場直接打印，是“整體打印”。

打印這棟別墅使用的設備寬6米、長20米，可以移動。打印機每次打印出10厘米的墻體，完成一圈后，再回過來打印下一個10厘米厚的墻體。整個過程是自動化操作，它每打印一層，除了打印別墅四周的墻體外，還會把分隔每個房間的墻體也一并打出。在需要預留窗戶的位置，系統還會自動停止噴出混凝土，待繞過窗戶的位置再繼續自動澆筑。

據完成這一創舉的北京華商騰達工貿有限公司負責人介紹，打印設備可以根據建筑群的要求進行不同的設計，想要多大都可以實現。

北京華商騰達工貿有限公司負責人吳建平說，如果用傳統建筑方法建造一棟等面積的二層建筑，大概需要3～6個月時間，但這幢由3D打印機打印出來的別墅，只用了45天時間。傳統建筑方法建造這樣的別墅，人工成本大概要占建筑總費用的50%，但是3D打印技術直接澆筑成型，取消了模板工序，大大降低了工程造價。

創新突破難點

吳建平還介紹了打印該棟別墅的步驟：第一步是電子配料；第二步將配好的原材料進行攪拌，調配混凝土的含水量；第三步是輸送，把攪拌好的材料輸送到打印機內；最后一步就是打印，固定好預制鋼筋結構的同時，要將打印機的兩條軌道分別放置在鋼筋架構的兩側，并框住整個建筑的大體范圍。此時，只要把建筑圖紙數據輸入到打印機的數控系統內，系統就會自動操控起打印噴頭，并按照墻體走向在鋼筋上澆筑混凝土了。

“在現場整體打印過程中，遇到的最大的難題是怎樣克服混凝土無法迅速凝固的問題。”吳建平介紹說，“在這次打印過程中，普通混凝土攪拌好后，因為無法迅速凝固，墻體很難成型，經過他帶領的研究團隊不斷創新，最終取得了技術性的突破，實現了在3～5分鐘內凝固成型。另一個問題是，由于公司經費有限沒有辦法送到實驗臺上去檢測，但是按照國家對房屋建筑設計的要求，建造一個同樣面積且可抗八級地震烈度的兩層建筑，有5噸鋼筋足夠了。但為了保證質量，別墅墻體厚度25厘米，基礎和墻體用鋼筋20噸，混凝土全部為標準C30。”

負責人吳建平告訴記者，3D打印技術，是社會發展的趨勢，目前社會高強度的建筑施工，極大地浪費了人力與物力，還需要經過長時間等待房屋凝固成型。值得高興的是，3D整體打印技術的應用將給建筑行業帶來革命性的突破。此次3D整體打印別墅的現場施工隊僅需要5～6個技術人員，未來還可能減少。這樣，就可以將建筑工人從繁重的勞動中解脫出來。

未來的3D打印專業將細分

社會對于3D打印技術人員的需求，將會越來越大。因為3D打印技術的應用領域很廣，從坐的椅子到人的器官，從精微的航天器材到寬敞的房屋，都已經有應用3D打印技術的案例。負責人吳建平還指出，現在的“3D打印”專業還不夠“專業”。未來的3D打印技術教學，一個專業肯定不行，應該有很多細分的專業。不夸張地說，3D打印足以開辦一所大學。這樣，就可以把3D打印技術細化到不同的行業領域內，相關人才也會分門別類負責不同的項目。但是，特別需要注意的是，現階段技工院校開設的3D打印專業還需要完善，進一步細化分類技術人才的培養，只有這樣才能更好地服務于社會。談及下一步的發展計劃時，吳建平表示，“公司會再接再厲，帶領團隊研發出更好的產品，施惠于民，同時也希望使用整體3D技術打印出來的產品可以在國內普及起來。”