“今年9月初，我們中心掌握了3D打印技術(shù)在建筑材料制造方面的核心技術(shù)。自此，3D中心拓展了在建筑材料制造領(lǐng)域的業(yè)務(wù)，又有了一個(gè)新的市場。”貴州3D打印中心負(fù)責(zé)人趙強(qiáng)說，從鎖定建筑材料制造領(lǐng)域到最終突破技術(shù)瓶頸，中心花了近兩個(gè)月。

  隨著國內(nèi)3D打印技術(shù)的完善，越來越多的物品都可以由3D打印完成了。然而，在不同的制造領(lǐng)域，其制造工序大不一樣，因而需要一定的研發(fā)時(shí)間。

  “與工業(yè)、醫(yī)療類產(chǎn)品不一樣，建筑軟件的圖形建模一直是難點(diǎn)。”3D中心技術(shù)員彭倫漾介紹，相比工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖、醫(yī)療產(chǎn)品的CT圖片，建筑類產(chǎn)品通常只有效果圖，“效果圖通常是沒有任何尺寸的，產(chǎn)品無法像工業(yè)設(shè)計(jì)圖與醫(yī)療CT圖片一樣經(jīng)過簡單處理就能直接導(dǎo)入設(shè)備，圖紙需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試后才能進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行打印。”

  剛開始，遇到這一“頭疼”的問題，3D打印中心的技術(shù)員也只能硬著頭皮憑著以前建模的“感覺”去修圖片。在打印成品與圖片的反復(fù)對比中，3D打印中心的技術(shù)員才逐步掌握了建筑材料領(lǐng)域圖形建模的技術(shù)。

  “現(xiàn)在，拿到訂單，我們在幾周內(nèi)就能完成圖形建模了。”趙強(qiáng)說，目前，在國內(nèi)3D打印市場，建筑材料的局限性還很大，大部分擁有3D設(shè)備的中心只能制造模型。但是，這一技術(shù)在景區(qū)、會展中心等領(lǐng)域有著很強(qiáng)的應(yīng)用面，市場不容小覷。

  與單件或者少量的工業(yè)、醫(yī)療產(chǎn)品訂單不一樣，建筑模型的訂單通常是成套的，其市場效應(yīng)要好得多。以前不久3D打印中心與遵義“黔北民居”景區(qū)達(dá)成的訂單為例，其產(chǎn)品定量是以往訂單的3倍以上，成交金額也在3倍左右。

  “事實(shí)上，3D打印在建筑領(lǐng)域的市場前景是相當(dāng)廣闊的。”趙強(qiáng)說，盡管國內(nèi)還不能生產(chǎn)實(shí)體建筑，但這一技術(shù)突破只是時(shí)間問題而已。而在此之前，貴州3D中心將積極參與到建筑領(lǐng)域制造中，抓住這一發(fā)展機(jī)遇。

  由于3D打印建筑可以一次性整體成型，相比起傳統(tǒng)建筑由成千上萬個(gè)磚、混凝土、鋼筋等多個(gè)“零件”拼接而成，3D打印建筑的強(qiáng)度和抗震性能都得到極大提高。而和傳統(tǒng)建筑相同的強(qiáng)度下，3D建筑還可以通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)的方式節(jié)省材料，從而實(shí)現(xiàn)降低成本。

  根據(jù)國外較為成熟的建筑物生產(chǎn)案例分析，采用3D打印建筑比傳統(tǒng)建筑方式至少可以節(jié)省30%以上的材料。在節(jié)省材料的同時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)需求結(jié)合聲學(xué)、力學(xué)等原理做到最優(yōu)化，所以它的壁厚可以做得很薄，現(xiàn)在常規(guī)的建筑一般是24厘米寬度，打印建筑可以做到18厘米甚至更薄，同時(shí)強(qiáng)度和保溫性能絲毫不會減弱。

  “盡管3D打印技術(shù)擁有很多優(yōu)勢，但目前，在實(shí)體建筑打印方面還存在不少難題。”3D打印中心總工程師鄧京偉說，要解決這一問題，首先，必須建立起一套與3D打印相適應(yīng)的建筑體系，改變傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)模式。

  由于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)更多是面向功能及施工工藝的要求去做，但是3D打印的設(shè)計(jì)就完全不同，3D打印建筑的材料大部分是特種混凝土，很難有鋼筋、石材，這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮材料的特性。

  再者，3D打印施工是用噴頭或者立體噴頭輸送材料，設(shè)計(jì)還要符合受力和機(jī)器成型的特點(diǎn)。除此之外舒適性、安全性以及相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)等問題也不容忽視，因此目前現(xiàn)有的建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)幾乎都不能直接搬來運(yùn)用，必須要重新建立一套符合3D打印要求的建筑設(shè)計(jì)體系。

  “在建造設(shè)備方面，國內(nèi)外目前也沒有成熟的商品可以使用。”鄧京偉說，建筑打印需要精度與自動化，相當(dāng)于是把現(xiàn)在的自動機(jī)床和建筑機(jī)械結(jié)合起來。但是，這對于我國的制造工業(yè)，尤其是大型機(jī)床的制造工業(yè)是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

  目前，由貴州3D打印中心生產(chǎn)的建筑模型精度在0.1毫米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的粗細(xì)。

  “3D打印技術(shù)的生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品精度高，對于省內(nèi)不少展廳而言，定制沙盤模型多了一種方式。”趙強(qiáng)說，日后，3D中心將加強(qiáng)與西安交通大學(xué)快速制造中心的交流，及時(shí)掌握國內(nèi)最先進(jìn)的3D打印技術(shù)，從而提早實(shí)現(xiàn)中心在建筑領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)布局。