王嘉佩　朱子韜

現(xiàn)在很多技工院校開設(shè)了3D打印專業(yè)，但很多人認(rèn)為，就業(yè)機(jī)會(huì)很少。事實(shí)并非如此。為了了解未來3D打印的應(yīng)用，2016年7月6日，記者來到北京通州區(qū)實(shí)地考察了全國(guó)整體現(xiàn)場(chǎng)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(guó)內(nèi)外的3D打印建筑都是提前打印出房屋的部分結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行拼接。但這次打印的區(qū)別在于四面的墻體都是通過3D打印機(jī)在施工現(xiàn)場(chǎng)直接打印，是“整體打印”。

打印這棟別墅使用的設(shè)備寬6米、長(zhǎng)20米，可以移動(dòng)。打印機(jī)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(gè)10厘米厚的墻體。整個(gè)過程是自動(dòng)化操作，它每打印一層，除了打印別墅四周的墻體外，還會(huì)把分隔每個(gè)房間的墻體也一并打出。在需要預(yù)留窗戶的位置，系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)停止噴出混凝土，待繞過窗戶的位置再繼續(xù)自動(dòng)澆筑。

據(jù)完成這一創(chuàng)舉的北京華商騰達(dá)工貿(mào)有限公司負(fù)責(zé)人介紹，打印設(shè)備可以根據(jù)建筑群的要求進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，想要多大都可以實(shí)現(xiàn)。

北京華商騰達(dá)工貿(mào)有限公司負(fù)責(zé)人吳建平說，如果用傳統(tǒng)建筑方法建造一棟等面積的二層建筑，大概需要3～6個(gè)月時(shí)間，但這幢由3D打印機(jī)打印出來的別墅，只用了45天時(shí)間。傳統(tǒng)建筑方法建造這樣的別墅，人工成本大概要占建筑總費(fèi)用的50%，但是3D打印技術(shù)直接澆筑成型，取消了模板工序，大大降低了工程造價(jià)。

創(chuàng)新突破難點(diǎn)

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(jìn)行攪拌，調(diào)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(jī)內(nèi)；最后一步就是打印，固定好預(yù)制鋼筋結(jié)構(gòu)的同時(shí)，要將打印機(jī)的兩條軌道分別放置在鋼筋架構(gòu)的兩側(cè)，并框住整個(gè)建筑的大體范圍。此時(shí)，只要把建筑圖紙數(shù)據(jù)輸入到打印機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)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(xiàn)場(chǎng)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?yàn)闊o法迅速凝固，墻體很難成型，經(jīng)過他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)新，最終取得了技術(shù)性的突破，實(shí)現(xiàn)了在3～5分鐘內(nèi)凝固成型。另一個(gè)問題是，由于公司經(jīng)費(fèi)有限沒有辦法送到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上去檢測(cè)，但是按照國(guó)家對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)的要求，建造一個(gè)同樣面積且可抗八級(jí)地震烈度的兩層建筑，有5噸鋼筋足夠了。但為了保證質(zhì)量，別墅墻體厚度25厘米，基礎(chǔ)和墻體用鋼筋20噸，混凝土全部為標(biāo)準(zhǔn)C30?！?/p>

負(fù)責(zé)人吳建平告訴記者，3D打印技術(shù)，是社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，目前社會(huì)高強(qiáng)度的建筑施工，極大地浪費(fèi)了人力與物力，還需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間等待房屋凝固成型。值得高興的是，3D整體打印技術(shù)的應(yīng)用將給建筑行業(yè)帶來革命性的突破。此次3D整體打印別墅的現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)僅需要5～6個(gè)技術(shù)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(dòng)中解脫出來。

未來的3D打印專業(yè)將細(xì)分

社會(huì)對(duì)于3D打印技術(shù)人員的需求，將會(huì)越來越大。因?yàn)?D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)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(jīng)有應(yīng)用3D打印技術(shù)的案例。負(fù)責(zé)人吳建平還指出，現(xiàn)在的“3D打印”專業(yè)還不夠“專業(yè)”。未來的3D打印技術(shù)教學(xué)，一個(gè)專業(yè)肯定不行，應(yīng)該有很多細(xì)分的專業(yè)。不夸張地說，3D打印足以開辦一所大學(xué)。這樣，就可以把3D打印技術(shù)細(xì)化到不同的行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，相關(guān)人才也會(huì)分門別類負(fù)責(zé)不同的項(xiàng)目。但是，特別需要注意的是，現(xiàn)階段技工院校開設(shè)的3D打印專業(yè)還需要完善，進(jìn)一步細(xì)化分類技術(shù)人才的培養(yǎng)，只有這樣才能更好地服務(wù)于社會(huì)。談及下一步的發(fā)展計(jì)劃時(shí)，吳建平表示，“公司會(huì)再接再厲，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出更好的產(chǎn)品，施惠于民，同時(shí)也希望使用整體3D技術(shù)打印出來的產(chǎn)品可以在國(guó)內(nèi)普及起來?！?/p>