列印別墅的墻體呈現蛋糕般的螺紋
20米長的巨型印表機可實現房屋“私人訂制”
“我想蓋一棟房子，盧浮宮的頂，金字塔的底，還有長城一樣的墻體。”這樣的夢想或將可以成真。日前，一棟400平方米的兩層別墅在通州區宋莊鎮的工業區亮相，整個別墅的墻體都是用3D列印技術整體列印而成，工期僅45天。據建造方北京華商騰達工貿有限公司稱，這樣的工藝省時省人工，還可以實現“私人訂制”，完成各種異形建築的建設。
近日，有外媒報道，在北京的通州區出現了世界上首個3D整體列印的別墅，別墅有兩層高，佔地400平方米，由巨型印表機使用特殊的鋼筋混凝土來建造，僅用了45天就建造完成，且與之前國內外的3D列印建築不同，這個別墅是印表機在施工現場列印的，而不是提前列印好然後拼接而成。列印出來的房子什麼樣？昨天，北京青年報記者在宋莊鎮富豪工業區進行了實地探訪。
在北京華商騰達工貿有限公司，這棟400平方米的別墅就坐落在廠房的旁邊，有著深灰色的外墻、深綠色圓錐形的屋頂，還有棕色的門窗，但與傳統四四方方的樓房不同，這棟別墅屬於“異形結構”，從正面看，中間裝有玻璃門的一面是四方形，兩邊則是近乎圓柱形的弧形墻面，且與傳統建築的墻體不同的是，這棟3D列印別墅的墻體呈現出年輪蛋糕般的螺紋結構。
這棟別墅長和寬都為15米左右，每層共有6個房間，使用面積200平方米，目前二層已經有了簡單的裝修，走進別墅，能明顯感到比屋外的氣溫略低一些。據北京華商騰達工貿有限公司總經理吳建平介紹，這棟別墅是公司試驗3D列印設備的試驗品，去年就已經完工，不會對外出售，一層將用作“樣板間”進行展示，二層將用作員工的辦公用房。
揭秘
巨型列印噴頭工作時就像奶油裱花
如今3D列印在航空航太、汽車零部件、重大裝備、文化創意、生物醫學等領域都有廣泛應用，列印一個小物件很常見，但列印房子如何操作？用3D印表機來“造”房，是世界各國建築師的夢想。此前，俄羅斯曾發佈一幢3D列印建築，但他們的原理是列印一個個像樂高積木一樣的配件，然後通過組裝做成建築的墻體；荷蘭列印了一個景觀房建築叫“莫比烏斯環”，通過沙子和黏合劑列印若干個模組進行組裝，但最終也沒有列印出完整的房子。通州的這棟別墅，則是印表機在施工現場整體列印而成。
在別墅旁邊的廠房裏，吳建平向北青報記者展示了自己的“印表機”。這臺“印表機”長20米，寬和高都是6米，6米的架子上還帶著一個可以移動的大型噴頭。設備分為四個系統，第一個系統是電子配料系統，第二個系統是攪拌系統，第三個系統是輸送系統，把攪拌的材料輸送到印表機， 最後一個是列印系統，根據電腦設計圖紙和方案，由電腦操控噴頭噴出“油墨”，像奶油裱花一樣層層疊加，按墻體的走向噴射“列印”。吳建平告訴北青報記者，無論是小型的3D印表機還是這樣的“超級印表機”，列印的原理都是將材料一層一層堆疊，所以不管是3D列印出來的杯子還是房子，外表上看都有一圈一圈的螺紋，這就是堆疊列印的結果。未來他們還會在“印表機”上加裝其他設備，可以抹平這些凸起的螺紋，讓房子更加美觀。
吳建平介紹，建築結構越複雜，3D列印技術的優勢越明顯，任何形狀的建築只要有圖紙都可以電腦操作列印出來，“隨心所欲地列印出你想要的樣子，給房子來個‘私人訂制’，且精確度也更高，人工造房子的精確度在釐米，使用‘印表機’可以精確到毫米”。
3D列印使三個月建造期縮至45天
3D印表機不用墨水，但與航太、醫療等領域使用奈米等高科技材料進行3D列印不同，這棟別墅使用的就是普通的混凝土，與傳統建築完全一致。“現在列印房子材料大都是沙子和黏合劑，但是黏合劑帶有化學成分，時間一長容易發生化學變化。但這棟別墅的材料就是鋼筋混凝土，適合於現在建築行業的要求。”吳建平介紹，別墅墻體、樓層板都是按建築行業規範要求用鋼筋綁扎，墻體厚度24釐米，抗震級別達到八級以上，不過普通的混凝土含水量比較高，這臺“印表機”的混凝土需要重新調配。
除此之外，這種工藝還能省時省人工，一棟400平方米別墅的建造期在三個月到半年左右，3D列印45天就可以完成。“‘印表機’每層可打的厚度是10釐米，這樣的房子打一層只需要半個小時，但因為混凝土有一個凝固的過程，打完一層不能馬上打下一層，所以如果單純算機械施工的時間，比45天還要再短一些。”吳建平告訴北青報記者，3D印表機直接澆築成型，取消了模板工序，能夠降低工程造價成本，用機械施工代替人工，能縮短施工工期，加快施工速度，且不容易受到天氣因素的影響。
專家觀點
3D列印房屋造價不低 但是未來的趨勢
對話人：同濟大學建築與城市規劃學院副教授 湯眾
3D列印造出來的房子真的可以住人嗎？這樣的房子是概念産品還是建築行業的未來？同濟大學建築與城市規劃學院副教授湯眾表示，3D列印的房屋還在試驗階段，目前國家沒有相應的標準和規範，如果能保證結構安全和消防安全，正常居住應該沒有太大隱患。
北青報：3D列印的房屋安全性如何？
湯眾：3D列印本身並不是先進技術，發展到現在材料和設備的價格都有所下降，所以可以從列印人體關節這樣的小東西發展到列印房子這樣的大型建築。目前，3D列印房屋還是實驗階段，沒有正式應用於商品化的住宅。傳統的建築設計和工程國家有相應的標準和規範，但3D列印範圍的目前還沒有，沒有標準和規範的東西怎麼做都不能説錯，但是不是符合現行建築的安全，需要看兩個方面。一個是結構安全，結構上有抗震級別，不能塌，不過現在3D列印的房子都是一到兩層，材料比較厚，一般塌不了。還有一個方面是消防安全，比如材料是不是可燃，是不是符合消防規範。如果這兩個安全都能保證的話，人住在裏面，對生命財産是沒什麼隱患了。
北青報：3D列印的房屋會比傳統建築方式更省錢嗎？
湯眾：3D列印房屋的成本低，是相對於列印其他東西而言的，實際列印房屋造價肯定不會太低。省的地方在於，傳統方式建築，形狀不一樣肯定價格不一樣，拿磚砌，直的方的肯定比歪歪扭扭的要便宜，但3D列印，形狀就跟成本無關了。再者，從設計到施工，不管是現場列印還是預製拼接，人力的消耗都會降低。但是，3D列印的材料肯定不普通，就算是用混凝土，列印出來的混凝土也要快速幹掉才能形成強度，總的造價算起來也不會低到哪去。
北青報：3D列印技術未來會在建築行業廣泛應用嗎？
湯眾：現在3D列印房屋在國外應用的比較多，因為國外的人工費用較高，我們造房子大量還是需要人工來搬磚砌墻。不過，越來越多地使用機器來建造建築這是未來的趨勢。3D列印的“形狀”比較自由，磚砌房子肯定是橫平豎直的，所有3D列印出來的房子基本上都是看上去比較“酷”的形狀，但在中國的文化中，房子有很多講究，比如正氣、風水，這些問題3D列印不一定都能解決。
本組文/本報記者 董鑫 攝影/本報記者 魏彤
