中國3D列印技術用於造房子 實現技術新突破
傻大黑粗的建築，為什麼要3D列印？
上世紀70年代，由於人工成本的攀升，工程師們開始研究使用機器人來代替工人進行外牆安裝、水泥澆築等簡單重複但又十分危險工作。當時，發達國家陸續開發出了混凝土噴射機器人、混凝土鋪面修整機器人、鋼樑防火層噴塗機器人、壁面爬行機器人等。它們極大地降低了勞動力成本，提高了工作效率。
（混凝土破拆機器人，可以破拆混凝土的同時留下鋼筋網）
到了21世紀，3D列印技術的工程應用逐漸成熟，建築師們也開始考慮：與其使用這些種類繁多、零零碎碎的建築機器人，何不直接搞一個「大一統」，將整棟建築乾脆3D列印出來，這得省去多少麻煩！
於是，建築師們設計出了這樣一種3D列印體系：採用一個幾厘米粗的噴嘴，像普通3D列印那樣一層一層地擠出特製的砂漿來。砂漿在空氣中迅速硬化形成強度，並在上面覆蓋新的一層，進而逐漸列印出整座建築。
3D列印建築的材料很特別，是一種特殊配比的混凝土
一般的建築，其結構構件通常使用的是鋼筋混凝土：先編好結實的鋼筋籠，再將混凝土澆築上去。等混凝土硬化以後，堅硬而脆的混凝土承擔壓力，裡面堅韌的鋼筋籠則承擔拉力。這樣，無論是抗壓的柱、牆，還是抗彎的梁、板，鋼筋混凝土都可以輕易勝任。
然而，鋼筋混凝土結構的修建極其耗費人工，尤其是綁紮鋼筋籠，是一件純手工勞動。可是不綁紮鋼筋，混凝土這種脆性材料無法單獨工作。3D列印建築不可能列印出鋼筋來，那這個問題該怎麼解決呢？
（一處典型的鋼筋籠）
3D列印建築所使用的材料是一種特殊的混凝土。首先，它的骨料介於砂石之間，級配和粒徑都很好，可以被噴嘴很好地接納，同時漿體-骨料比保持優良狀態。此外，3D列印混凝土具有良好的速硬功能。「印表機」走上一圈幾分鐘下來，下面一層的混凝土就該硬化了，不然兩層軟塌塌地混在一起，建築就蓋不起來了。
3D列印混凝土最關鍵的技術，就是其如何在沒有鋼筋的配合下保持抗彎能力。為此，工程師們向材料中摻加了一定量的玻璃纖維、複合塑料纖維等。這種摻加了纖維的混凝土具有了一定的抗拉性能，不會像傳統混凝土那樣抗壓能力很厲害卻一掰就斷。雖然與鋼筋仍有一定的差距，但是用作3D列印的牆壁、斜屋頂等構件，強度上是綽綽有餘的。利用這種方式列印出的建築具有明顯的層狀結構，但由於材料的膠凝性能出色，層與層之間連接緊密，故而防水能力同樣優良。
（3D列印建築的外觀）
在實際生產中，3D列印建築的原料凝結很快，不能預先配好用攪拌車運到現場；而其比例又很精密，不能像普通工地那樣讓工人在現場配製。因此，3D列印的混凝土通常是以干混砂漿的形式出現的。它將水泥、砂、纖維及外加劑預先按照一定的比例混合，然後以整袋包裝的形式運到現場，在印表機中與水按嚴密的比例混合，現制現用。
（工業化生產的干混砂漿，質量和均勻性都比現場更有保障）
建築的3D列印正規化、商業化正在中國一步步推進
在建築的3D列印方面，中國始終走在時代的前列。有人說，「中國是唯一一個真正掌握了3D列印建築的國家。」這句話雖然誇張，但目前，中國確實是唯一一個能夠生產出「可堪一用」的3D建築的國家。
2015年1月18日，中國向世界展示了全球最高的3D列印建築「6層樓居住房」和全球首個帶內裝、外裝一體化的1100平方米精裝別墅。
這些3D列印的房子，都是事先在工廠中分樓層列印好，切割後運到現場，再配之以現澆樓板，在整體安全性、功能性上可以達到與普通建築不相上下的程度。在未來，施工現場布置幾台3D印表機，然後完整地列印出一二百米高的高層建築並不是夢。
至於獨棟別墅的列印技術，目前已經相對成熟。一套別墅的列印價格只有100萬元，相比起大城市別墅的售價而言基本可以忽略。今後，別墅的業主可以定製個性化的房子。同一個小區的幾百棟建築可以做到結構千差萬別，安全性卻有保障。
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