4月3日，在湖北宜昌三峡大学的3D打印研发基地，工作人员正在给一栋8米高、占地100平方米的双层实验楼举行封顶仪式。
这栋自3月初开始建设的小楼，全程仅耗时22天，用3个工人，是我国首个原位3D打印双层建筑。
如何3D打印双层小楼？
传统的砖墙多为砌体结构，是用砂浆粘起来的。“我们的3D打印是纯混凝土砂浆，柱子、墙体、楼板、楼面都是一体化打印的，它的强度比传统砖的强度要高，打印精度更高。”该项目的技术负责人、三峡大学水利与环境学院副教授李洋波说，只需要将3D打印机调至需要打印的层数和层高，点击一键打印就能自动开始。
在这所小楼附近，是打印这所小楼的3D打印机。该打印机跨度12米，犹如一个龙门架。李洋波介绍，这是第三代打印机，他们团队花了3年时间才研发而成。
“我们更新换代了20多台套设备，经过上千次试验，才突破了大尺度打印机在精度控制、结构连续性及打印稳定性等方面的难题。”李洋波说。
在试验过程中，李洋波的研发团队通过参数和现场细节技术调整，将打印机喷嘴两次走到同一个位置的偏差控制在0.1毫米以内，打印的形状偏差不超过2毫米，整栋小楼没有出现打印瑕疵。
“超过3米之后，我们调整了送料的方式，同时也调整了混凝土的配合比，由最初的螺杆方式泵送，变成了液压泵送，压力更大，流动性更好，保证了打印的连续性。”李洋波说，此次建房过程中，还使用了AI算法规划打印路径，极大缩短了打印头空走时间，提高了打印效率。
3D打印双层小楼是否安全？
在现场，记者看到小楼的很多墙体出现裂纹。记者不禁问道：“房屋是否安全？”
“裂纹出现的原因是浇筑当天气温在30℃上下，风速也比较大，表面水分蒸发较快，因此产生裂纹。”李洋波介绍，“裂纹只出现在非承重墙墙体，都在正常可控范围，对整体结构安全不产生影响。”
此外，这栋房子整体承重是由15根立柱和中间的梁板构成的一个框架体系，3D打印的是承重柱的外壳，中间部分是空心的。
“待承重柱打印到楼板高度后，我们会将钢筋笼通过空心部位装进去，并和地圈梁钢筋焊接在一起，形成一个整体，再把二层板梁钢筋绑扎安装到位，进行柱、梁、楼板的混凝土现浇。”李洋波说。
不仅如此，细细观察可以发现，这栋房子墙体的四角都是在同一个水平线上，笔直度非常好，墙体也设计了一些曲面的异形造型。“房子打印时非常平顺和光滑，房子的结构也非常稳固，和传统房屋的使用年限一样。”李洋波说。
3D打印的房子将如何使用？
据相关数据，2024年全国农村自建房每平方米的平均价格范围在1000至1500元之间。而这栋房子每平方米的造价在1000元左右，与不少农村房子的造价相当。
“用传统的方式建造这栋双层建筑，需要5名工人，2个月时间。而此次用3D技术打印房子啊，只需花1个月就能完成，模板和人工都能够大大节省下来。”李洋波说，这台3D打印机还实现了绿色建造，可以将磷石膏、建筑固废等做为制造原料，实现玻璃钢、陶瓷、塑料等方面的打印。
这栋房子打印好之后，将用于技术实验测试。这项技术未来投入市场运用后，该设备还可以打印玻璃钢、陶瓷、塑料等，应用于市政管道、排水设施、景观雕塑等建设场景。
“前段时间，国外一个建筑协会还派出10人考察团前来考察，对打印机表现出极高的兴趣。”李洋波介绍。
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