【混凝土】建筑3d打印技术必将实现产业化

    建筑3d打印技术必将实现产业化

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10月中旬，记者曾在第二届建筑3d打印国际会议上与马国伟见面，并祝贺他及其研究团队完成了世界上第一座装配式3d打印桥梁，也是世界上单跨最长的混凝土3d打印桥梁之一。

该桥坐落于河北工业大学校园内，是按照古时赵州桥的结构形式设计打印后现场装配的，单拱跨度18.04米，桥长28.10米。

近1个多月来，网上有关“3d打印赵州桥”的热度依然不减。

马国伟笑着说：“许多人告诉我‘3d打印赵州桥’上‘热搜’了，真没想到，大家对混凝土3d打印技术这么关注。

除了可以打印笔筒、花盆等小的物件，还可以打印公园里的景观亭、雕塑等，甚至有人在进行楼房的3d打印。

”马国伟告诉记者，混凝土3d打印是一种将水泥基复合材料逐层堆叠的新型增材制造技术，因其无模化、自动化、快速化和灵活化的建造优势在建筑、桥梁、基础设施等领域迅速兴起，并表现出巨大发展潜力。

该3d打印赵州桥项目在3d打印材料和结构设计、信息化和智能化建造、智能监测、造型美学等方面有所创新，研究团队不断反复研究试验，对不同方案进行比选，最终桥的主拱按钢筋混凝土设计规范进行了设计，保证了结构安全。

主拱由七大片结构并排组成，每片60厘米宽，分3块打印，在打印外围永久性结构后加入钢筋，将3块合在一起进行混凝土浇筑而构成一片。

混凝土是3d打印的“墨水”，将膏体状态的混凝土通过搅拌机搅拌后输送到打印机器“喷头”位置，随后在程序控制下将混凝土通过喷头挤出，逐层打印成型，所以“墨水”是最为重要的。

在谈到3d打印施工特点时，马国伟教授介绍说，相比传统的施工建造，3d打印无需提供模板与支撑，可节省约1/3的建筑材料和2/3的人工，高度自动化的打印过程可大大提高建造效率，是推动装配式建筑与智能建造发展的革新技术。

”同时，马国伟也提到，就目前建筑3d打印行业标准、技术规范等的缺失，河北工业大学、东南大学、中国建材研究总院等单位已开始编制《3d打印混凝土材料性能试验方法》《3d打印混凝土基本力学性能试验方法标准》《3d打印水泥基材料界面结合强度实验方法》。

马国伟高兴地告诉记者：“为推广建筑3d打印技术，我与王里博士共同出版了《水泥基材料3d打印关键技术》，前不久，获得了2019年度国家科学技术学术著作出版基金。

”据介绍，其中总结归纳了3d打印的基本概念、优势特点、发展历程、应用领域及发展趋势，介绍了典型工业级3d打印技术的基本原理、打印机类别、材料特性及发展应用等，以及3d打印技术在建筑领域的发展应用，同时分析了水泥基材料3d打印技术面临的机遇与挑战。

同时，总结了三维模型的创建方法、模型设计与分层切片算法等，以及3d打印软件系统的设计与控制，如路径规划设计、精度控制等。

马国伟说：“未来，我和我的研究团队将进一步完善建筑3d打印技术，提升3d打印装配式建筑信息化和智能化水平，最终让建筑3d打印技术走出实验室，真正实现产业化。