我國3D混凝土打印建造技術取得新突破

導讀：近日，目前世界上規模最大的3D打印混凝土步行橋在上海智慧灣科創園落成，這標志著我國3D混凝土打印建造技術取得了新的突破。

　　近年來，隨著技術的不斷進步，國內外橋梁設計師一直在積極探索借助3D打印來建造橋梁的新途徑。經過多年的不斷試驗之后，2016年12月，世界上第一座3D打印橋在西班牙首都馬德里市的一座城市公園里正式揭幕。
 
　　自從第一座3D打印橋梁落成后，世界各國紛紛加快了3D打印前沿技術的研發速度，并借助3D打印技術建造完成了多座橋梁。面臨建筑界興起的3D打印熱潮，我國也從資金、政策等多個角度大力推進3D打印在建筑領域的應用。
 
　　近日，目前世界上規模最大的3D打印混凝土步行橋在上海智慧灣科創園落成，這標志著我國3D混凝土打印建造技術取得了新的突破。據媒體報道，該橋梁工程的打印用了兩臺機器臂3D打印系統，共用450小時打印完成全部混凝土構件。
 
　　此消息一經傳出，就引發了業內人士的廣泛討論，與傳統的建造技術相比，3D打印技術到底指什么？其在建筑領域具有哪些優勢呢？實際上，3D打印是一種可以借助工業機器人、3D打印機等設備逐層重復鋪設材料層來構建自由形式的建筑結構的新興技術。通過逐層累積，最終能夠形成房屋、橋梁等建筑成品。
 
　　在實際的操作過程中，根據電腦上設計的完整的三維模型數據，通過一個運行程序將材料分層打印輸出并逐層疊加，就可以將計算機上的三維模型變為建筑實物。例如，一個房子或者一群房子，即使每幢建筑形態各異、大小不一，都可以通過一個運行程序來自動構建。
 
　　近兩年，很多國家都開始采用3D打印技術來建造房屋和橋梁，這與3D打印本身所具有的多種優勢是分不開的。從總體來看，3D打印橋梁的優勢主要體現在環境友好、材料利用率高等方面。采用傳統工藝建造橋梁時，很多邊角料被隨意氣質，造成了極大的浪費，而采用3D打印技術，材料的利用率就得到了進一步提升。
 
　　與此同時，3D打印不需要模板，定制型強，可塑性好，可打印出任何細節特點與復雜曲面、管道等部件，施工人員可以根據實際情況，在合適的時間采用相應的材料進行房屋或橋梁打印。3D打印就地取材的方式，也能極大地節省橋梁建造的成本，減少不必要的花費。
 
　　此外，采用3D打印機等設備進行橋梁建造可以有效降低傷亡事故發生的概率，大量節省人員勞工，從而將施工人員從繁重的體力勞動中解放出來。值得注意的是，在建筑領域借助3D打印技術可以較大程度的實現設計師的創意，流暢的橋梁外形設計對于傳統加工手法來說都是較難完成的，而3D打印在橋體設計及建造方面則具有較佳的表現。
 
　　雖然3D打印在房屋、橋梁等建筑過程中具有許多優勢，但是目前該技術在建筑領域尚未大規模普及開來，驗收標準缺失、技術不夠成熟、專業人才缺乏等都對3D打印在建筑領域的實際落造成了一定的阻礙，3D打印橋梁的剛度、強度和耐久性等綜合性能也有待進一步驗證。
 
　　據業內人士分析，隨著技術的不斷進步，3D打印橋梁將成為橋梁建造的一種重要方式。今后，3D打印橋梁在交通體系中扮演的角色也將越來越重要，未來3D打印橋梁有望在交通領域發揮出更大的作用。
 
　　任何事物都具有兩面性，3D打印也不例外。我們應該用一種辯證的、客觀的、發展的、理性的眼光來看待3D打印技術，積極改進3D打印技術的不足之處、并充分挖掘3D打印本身所具有的優勢。這樣做，將推動3D打印在各領域應用程度的進一步深化。