现代快报讯（记者 刘赟/文 刘畅/摄）中国首个真正意义上可居住、可交付使用的现场3D打印二层建筑，已经在南京市六合区雄州街道灵岩社区卫生服务中心初具雏形。这栋高6米的二层建筑，仅用50个小时便打印完成。其实，在南京还有不少建筑都采用了3D打印技术。专家认为，3D打印具有节省模板材料、建筑师设计自由度高、生产自动化对工人的依赖少效率高等突出的优势。但由于结构承载力和抗震需要，未来想要打印出更大、更高的建筑，还有许多技术难题需要攻克。
低碳环保，3D打印“盖出”二层小楼
2月23日下午，现代快报记者来到六合区雄州街道灵岩社区卫生服务中心，院内西侧一座红蓝双色的二层小楼格外显眼。墙体上布满了纹路，远看犹如一块巨型的奶油蛋糕。
现代快报记者了解到，这座小楼正是由南京嘉翼精密机器制造股份有限公司和上海建工集团、东南大学联合打造的“上海建工3D打印科技试验楼项目”，同时也是国家重点研发计划项目的示范工程之一。
据南京嘉翼精密机器制造股份有限公司工程部经理王海积介绍，这座小楼的使用面积52.8㎡，高度约6米，共上下两层，二层还带有露天平台，采用了“框架+砌体+叠合板结构”，整个项目打印用时仅50小时。项目建成后，将作为南京市六合区雄州街道灵岩社区卫生服务中心的院史展览馆投入使用。值得一提的是，这也是我国首个真正意义上可居住、可交付使用的现场3D打印二层建筑。
△江北新区市民中心接待中心
其实，在南京还有不少建筑采用了3D打印技术，如江北新区市民中心的接待中心、南京站南广场的公厕等，但都只有一层。王海积表示，为了实现二层的突破，企业将打印机直接移至现场，在混凝土调配上又做了升级。“在材料的使用上，我们选择了粗骨料，它不仅可以降低人工和材料成本，而且解决了目前采用3D打印砂浆容易开裂的问题，安全性得到了提升。”
△南京站南广场公厕
南京嘉翼精密机器制造股份有限公司董事长李进告诉现代快报记者，项目使用的是国内首创的实现粗骨料混凝土材料泵送的现场原位3D打印机，由龙门框架、运行轨道和打印喷头等组成，活动范围达到24米，可以实现超大型建构筑物的智能化现场原位3D打印建造。打印过程中，通过程序设计，引导打印机一圈圈堆叠打印，就像裱花师在蛋糕上一层层涂奶油，使得整个建筑的墙面有了条纹感。除此之外，3D打印材料中还含有建筑垃圾再生品，每年可以为社会消化建筑垃圾近千吨。同时，3D打印建筑每平方米的碳排放只有190公斤，远低于传统浇筑建造的碳排放。
3D打印行业面临许多挑战
东南大学材料科学与工程学院教授张亚梅长期从事绿色建材的创新研究，她表示，相对于传统的立模浇筑施工工艺，混凝土3D打印具有节省模板材料、建筑师设计自由度高、生产自动化对工人的依赖少效率高等突出的优势。
近年来，我国在混凝土3D打印的设计与应用、装备、材料研发、配筋技术和标准等方面都取得了明显进展。但张亚梅认为，由于结构承载力和抗震需要，混凝土结构中通常都需要配增强钢筋，而现有的3D打印技术如何和钢筋特别是竖向钢筋进行配置协同仍然是一个巨大的挑战。因此，未来如果要打印更大规模的房屋，特别是想要在打印高度上有所突破，还面临很多新的问题。
此外，随着近几年“双碳”目标的提出，国家对于建材行业如何低碳发展格外重视。关于固废在3D打印技术中的应用，张亚梅指出，3D打印技术对混凝土原材料的要求更高，不仅要关注混凝土的打印性，更要关注其硬化后的性能，包括变形、开裂、耐久性等。同时，对于固废在结构等重要工程的应用，应该要在充分的科学研究基础上慎重使用，确保3D打印结构使用的安全性和长期耐久性。
2023-2-23【现代快报网】