3D打印别墅亮相苏州 造价和工期能省一半

大图：这幢漂亮的别墅就是“打印”出来的。 小图：打印出来的墙体很坚实。

　　近日，数幢使用3D打印技术建造的建筑亮相江苏苏州。这批建筑包括一栋面积约为1000平方米的别墅、一栋5层居民楼和一栋简易展厅等，建筑的墙体由大型3D打印机喷绘而成，呈现出年轮蛋糕般的螺纹结构，而打印使用的“油墨”则由水泥、少量钢筋和建筑垃圾制成。据介绍，这些建筑采用3D打印技术制作后，可节约建筑材料30%到60%，工期缩短50%到70%，节约人工50%到80%，建筑成本可至少节省50%以上。

　　见习记者 於苏云 扬子晚报全媒体记者 薛马义 文/摄

　　一张图读懂3D打印

　　何为3D打印？

　　通过CAD等软件建立3D立体模型

　　分层数据

　　3D打印机

　　一键打印

　　材料A材料B材料N

　　打印头来回移动，释放打印材料，逐层打印。

　　随着打印进度的推进，工作台高度逐渐下降。

　　3D打印成品

　　与传统切削等材料的“去除法”不同，3D打印技术采用分层加工、叠加成形的原理，通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积，堆成一个3D实体。

　　3D打印开启造物新纪元

　　3D风潮席卷各行各业，从制造领域到医疗领域，从教育领域到考古领域，从建筑领域到军事领域，3D打印已然不是纸上谈兵，3D打印技术已经成功走出实验室与工厂，走向现实与未来。

　　制造领域

　　3D打印

　　生活用品 玩具 电子产品 微软成立3D模型打印车间

　　食品饮料 蛋糕汉堡包 肉饼番茄酱 2013年情人节，日本一家咖啡厅推出运用3D打印机打印真人头像巧克力的服务，价格为6000日元

　　交通工具 自行车汽车 飞机零部件船舶

　　流行时尚 衣裤鞋帽珠宝首饰 3D纪念模型配件装饰

　　家具电器 桌子 椅子

　　教育领域

　　丰富教学道具，激发学习兴趣

　　中学老师带着用3D打印制作的恐龙化石或者喜马拉雅山模型来到教室，通过生动形象的教学道具，激发学生学习兴趣。

　　培育数字素养，提高教学质量

　　3D打印有助于网页与应用程序开发、电子设备使用与协作、3D设计等技能的共同提高，有助于数字素养的全方位培育。

　　目前，很多中学已经装备了3D打印机。

　　随着3D打印技术成本的持续下降，更多的学校将会开始使用。

　　考古领域

　　复制玲贵文物，提高研究效果

　　美国德雷塞尔大学的研究人员利用3D打印技术，生产得到适合研究的3D模型，不但保留了原化石的所有外在特征，同时通过等比缩减，使其更适合研究。

　　复制玲贵文物，在传播艺术与文化的同时，提高安全系数

　　史密森尼博物馆在弗吉尼亚州展览托马斯·杰弗逊的雕塑作品时，运用3D打印技术制造了一个巨大的替代品，并将其放置于雕塑的原有位置。

　　建筑领域

　　打印建筑物模型

　　iMaterialise等公司提供打印微型家庭模型服务，价格在400美元到700美元之间。

　　打印建筑物的各个组块，最终拼接成整体建筑

　　荷兰建筑设计师Janjaap Ruijssenaars设计了全球第一座3D打印建筑物“Landscape House”，该设计模拟莫比乌斯环。设计师计划通过3D打印建筑物组块并拼接的方式，于2014年底建成该建筑物。

　　3D打印，光荣的荆棘路

　　任何一项新事物的诞生与成长之路有鲜花与鼓励，3D打印有着很多优点，未来前景也很广阔，但如影随形的必然还有质疑与反对。

　　布满荆棘的商业化之路

　　1 低价格3D打印设备的产品分辨率低、打印速度慢

　　打印机价格：3千元-3万元=产品表面粗糙=打印速度：数小时/个～数十小时/个

　　2 高分辨率3D打印设备价格高

　　打印机价格>3万元=产品精度高=打印速度快

　　3 3D模型获取难度高

　　手工创建修改对技术要求高&3D扫摸仪对技术要求高&3D扫描仪扫描成本高

　　4 原材料种类有限

　　常用原材料为塑料、树脂和金属粉末，食品、陶瓷、木头、玉石、布匹等原材料还未普及至桌面级3D打印机中。

　　5 难以打印复合材料物品

　　常见的3D打印机只能利用1/2种原材料打印物品

　　6 原材料价格高

　　最便宜的原材料=ABS塑料=百元/公斤

　　7 打印后的物品还需再次加工

　　打印得到的多数物品还需要手工加工处理，“所打即所得”的打印理念尚未实现。

　　8 维护工序复杂

　　维护内容复杂，需要专业人士

　　9 监管难度高

　　枪支武器、违禁药物、版权产权监管难度上升

　　10 道德伦理问题

　　生物科技普及，克隆技术平民化

　　本报综合

　　现场

　　除了钢筋结构，整幢别墅都是打印出来的

　　昨天下午，扬子晚报记者来到位于苏州工业园区金谷路上的盈创新材料(苏州)有限公司，发现这家公司所有的建筑都很有特色，墙体所用材质跟市面上所见材质都不一样。其中，一栋面积约为1000平方米的别墅显得尤其惹眼。

　　扬子晚报记者看到，这栋面积约为1000平方米的别墅，除了钢筋结构以外，其他都是打印出来的。仔细观察墙体，发现其外面有一层墙砖，里面则是像面条一样的水泥混合物横向层层垒起来的螺纹墙体，很像“生日蛋糕”上的奶油装饰。每根“面条”都是紧密结合，看上去浑然一体。为了保暖，整个墙体留有空间，并不填满。记者摸上去，感觉跟摸毛坯房水泥墙体的感觉有些类似，虽然手感很粗糙，但墙体表面很坚实，手上没有留下一点水泥粉渣。

　　在这栋别墅旁边，还有一栋正在建设的单元房。扬子晚报记者看到，几位工人正在拼装。从施工情况来看，廉价单元房的钢筋结构框架已经搭建完成，现场工人们正用工具将已经用3D技术打印出来的墙体，在这一钢筋框架结构上进行拼接、固定。

　　据盈创总经理郑建介绍，这些墙体都是工厂里按照楼层打印好，再运过来进行拼装的。

　　幕后

　　3D打印机打印出房屋构件，再进行拼装

　　那么，墙体到底是如何打印出来的呢？在现场，扬子晚报记者并未看见这台神奇的3D打印机。但是，郑建说：“其实，打印建筑的3D打印机，其原理与小的打印机是一样的。”根据电脑设计的图纸和方案，由电脑操控一个巨大喷口喷射出“油墨”。

　　那么，打印建筑的“油墨”是用什么材料做成的呢？郑建说：“3D打印建筑最大的好处是节能环保、节省材料。”原来，“油墨”主要由水泥、少量钢筋和一些建筑垃圾构成，里面添加了一些特殊的助剂，增强其粘合性。郑建说：“各类建筑垃圾、工业垃圾、矿山尾矿，都可以作为原料，而沙漠的沙子对我们来说就好比黄金。”

　　据郑建介绍，打印时，喷口喷射出的油墨呈“Z”字形排列，层层叠加，垒成墙体。“油墨”挤出后会很快凝固，保证打印机能连续打印。之后，墙与墙之间还可像搭积木一样垒起来，再用钢筋水泥进行二次“打印”灌注，连成一体。

　　打印机到底是怎么样打印出一栋楼的呢？据了解，眼前这些打印建筑，都是先将内部钢筋结构搭好，然后由3D打印机打印出房屋构件，再拼装起来的。一栋1000平方米的二层别墅，打印1天、拼装2天，3个工人已经足够。具体如何打印？企业表示，这涉及商业机密，暂时还不能完全透露。

　　“只需一张图纸、一台电脑、就地取材制造的足够‘油墨’，就可以打印出别墅来。”郑建表示，由这个过程可以看出，3D打印建筑是不会产生任何扬尘和建筑垃圾的。

　　商家

　　3D打印造价低不渗水，保温性能好

　　郑建告诉扬子晚报记者，通过3D打印技术，可以更低的造价、更快的工期造好房子，建筑成本可至少节省50%以上。“同样的建筑，采用3D打印技术，可节约建筑材料30%到60%，工期缩短50%到70%，节约人工50%到80%。”不过，对于这种3D打印出来的墙体具体造价到底是多少，郑建则不愿透露。

　　在展厅内，扬子晚报记者看到了各种各样由3D打印机打印出来的作品，小至桌椅，大至墙体。“现在3D打印小物件已经不稀奇了，而我们公司是国内第一家能够打印出2米以上的大物件的公司。”

　　据悉，现在的墙体最宽可达1.2米，而长度是没有限制的。“你想打印多长就打印多长。”郑建表示，别墅所用的墙体，其实是半空心柱体，保证墙体不会渗水。郑建说：“我们做过试验，在墙体中间养鱼，鱼都是活的。”此外，中间的空心空间里可以填充各种保温材料，所以，3D打印出来的建筑保温效果会特别好。

　　因为墙体是由水泥、少量钢筋和一些建筑垃圾构成，不少人怀疑墙体的强度。对此，郑建表示，因为打印材料里面添加了一些特殊的助剂，所以3D打印出来的墙体的强度是普通墙体的5倍。“一般水泥墙体摔碎后都是呈粉末状，而我们3D打印的墙体摔碎后还是呈块状。”

　　另外，郑建表示，由于他们3D打印出来的建筑构件质量轻、强度高，所以理论上其抗震效果也会更佳。不过，对于其抗震强度，郑建则表示：“目前还无法给出数据。”

　　据悉，目前中建八局、上海同济建筑设计院正在与盈创共同商议，制定出一个3D打印的标准，该标准一旦出炉，将会成为整个3D打印行业的标准。

　　中国房地产数据研究院院长陈晟在接受记者采访时表示，采用3D打印技术，对房地产业来说将是一次颠覆性的革命。今后顾客不但可以定制家具，还可以定制个性化的房子，打印各种异形构件，做到一套房一张设计图。

　　郑建告诉记者，目前，他们这种打印的建筑已经投放市场。去年底，埃及有关部门订购了2万套廉价单元房，作为当地的安置房。由于订购数量巨大，运输不便，干脆在当地开工。最近，又有吴江大悦城、黄山幸福新世界两家单位分别订购了一套别墅和一套异形建筑。