北京3D打印别墅 成本不低推广难

　　当地时间2015年9月23日，美国田纳西州，3D打印汽车和房屋。美国能源部橡树岭国家实验室利用3D打印技术，打造了一辆汽车和一间房屋，这辆汽车使用的电池能够与这间房屋配对，而房屋是通过屋顶的太阳能板为自己提供能源的。

　　从3D打印的人偶模型到汽车配件，从食品到人工椎体，从校园里也能见到的3D打印实验室到3D打印研究院，3D打印在我国从走入公众视野到今天，走过了轰轰烈烈的两年。

　　7月7日，青岛，首届中国3D打印节亮相2016电博会，琳琅满目的技术和产品被公众认识和检验。与此同时，北京通州的一栋别墅里，国内外媒体和同行的参访团络绎不绝。这座半年多前被3D打印出来的建筑，正被好奇的目光注视着，人们试图从中看到3D打印在建筑行业的未来发展图景。

　　3D打印在中国

　　3D打印又名增材制造，根据数字3D图像或模型，一层一层地打印出实物。传统的加工制造是在原材料基础上，使用切削、磨削、腐蚀、熔融等办法， 把没用的削掉，进而得到零部件；3D打印无须原坯和模具，它把材料一层一层摞上去，生产产品的机器就像打印机一样，用叠加、层叠的办法形成产品。

　　4月21日，全国增材制造标准化技术委员会成立大会在北京召开，这意味着，对接《中国制造2025》，增材制造(3D打印)标准化工作全面启动。对于中国3D打印行业来说，这是一个历史性的时刻。

　　该委员会共有委员61名，涉及中国增材制造领域具有代表性的高校、科研院所、企业、行业协会等，涵盖工艺、材料、设备、服务、检测、认证及医学等多个领域，被业界誉为“中国3D打印教父”的中国工程院院士卢秉恒担任委员会的主任委员。

　　在接受其他媒体采访时，卢秉恒表示，3D打印可以带来很多颠覆性的变革。例如，在航空航天领域，材料利用率可由5%提升至90%以上，制造周期 由数月压缩为几天；概念飞机的设计可减轻质量的60%；新能源汽车可把2万个零件集成为40个，6天打印完成且减重1/3。此外，3D打印也可以支持新科 技革命，从增材到创材，3D打印可以研发超高强度、超高耐温、超高韧性和超高抗蚀的合金材料。卢秉恒表示：“在全面推进科学技术创新的同时，如果能深入研 究，不断提高技术水平，掌握核心技术，那么，中国智能制造有望进入世界前列。”

　　不过，虽然我国的3D打印在基础研究和产业化方面已经有了一定的进展，卢秉恒在牵头成立中国3D打印研究院接受媒体采访时仍指出，我国3D打印 产业的发展与美国相比仍有较大差距，如没有形成产业链、工业环境不配套等。在一些核心技术和关键器件上，如3D打印机中的激光器，也仍然对国外依赖较大。

　　在应用方面，我国的3D打印丰富程度远低于美国。卢秉恒曾介绍，目前我国3D打印的大部分应用仍然集中在军工领域的开发与模具的制造上。从设备数量上看，美国目前各种3D打印设备的数量占全世界40%，而中国只有8%左右。

　　我国并没有停止对3D打印应用进行探索的脚步。

　　6月16日，北京大学第三医院成功实施世界首个3D打印人工椎体植入人体手术，人工椎体诞生并获国家食品药品监督管理总局注册批准。这不是3D 打印第一次应用在我国的医疗实践中。2015年8月，南京市儿童医院在全国率先将3D打印应用于儿童先天性心脏病的治疗过程——该院心外科专家使用3D打 印技术，以1∶1的比例打印出一个婴儿的心脏模型，并将其应用于手术中，成功地对一名出生仅3个月的复杂先心病婴儿进行了心脏修复。

　　但是，和各领域看似快速发展相对的，是社会上对于3D打印的质疑一直存在。“噱头大于实质”“炫技大于实操”，被不少人诟病。

　　整体打印别墅落地北京通州 专家对前景持观望态度

　　北京通州区宋庄镇富豪工业区的一栋别墅最近吸引了中外媒体前去参观。

　　这栋别墅共有两层12个房间，屋顶是像城堡一样的绿色圆锥形。和常见的别墅不同的，是墙面上蛋糕花纹一样层层叠叠的痕迹。这栋别墅由北京华商腾达工贸有限公司于去年11月底建成。据负责人吴建平介绍，这是世界上第一个3D整体打印的别墅。记者查看由该公司记录的打印施工过程视频发现，“打印”出 这栋建筑的打印机由两条轨道、两个支架和一个可移动的大型喷头组成。喷头在轨道中“挤出”原材料，3~5分钟之后凝固成型。

　　吴建平介绍，他们首先进行电子配料，并进行搅拌，调配混凝土的含水量，然后将调配好的材料输送到打印机里。在固定好预制钢筋结构的同时，将打印机的两条轨道人工放置在钢筋架构的两侧，并固定好整个建筑的大体范围。在此之后，把建筑图纸数据输入到打印机的数控系统中，打印机即可自动操作，将原材料浇筑在钢筋上。

　　用传统建筑方法建造一栋等面积的二层别墅，工期为3~6个月，人工成本占总建筑费用的50%左右。吴建平说，他们用3D打印的方法建造一个同样的别墅，直接浇注成型，取消了模板工序，可以缩短工期至45天。由于3D打印建筑几乎没有原料浪费，建筑垃圾少，工程总造价会降低。更重要的是，机械施工能减少80%~90%的人工成本。

　　打印的别墅安全性能得到保障吗？从事超过40年建筑业的吴建平说，该别墅可抗八级地震。但他坦言，由于经费有限，所以建筑物并没有送到实验室上去监测，但按照国家对于房屋建筑设计的要求，建造一个同样面积且可抗8级地震的两层建筑，需要5吨钢筋。但他们的别墅用了20吨，所以他认为抗震性能可以达标。

　　吴建平介绍，目前打印出的别墅，将作为公司试验3D打印设备的试验品，不会出售。一层将作为样板间进行展示，二层将用做办公场所。吴建平说，他们研发这个项目，是为了能够在将来普惠于民，降低建筑成本，让老百姓更容易接受。湖南大学建筑学院副院长柳肃认为，3D打印在建筑设计过程中、在打印建筑 模型上十分好用。打印出的模型精巧、精密。但在建造房子上，目前还看不到能广泛推广的理由。

　　一方面，是因为目前的建筑并不需要特殊的材料。柳肃说，3D打印出来的混凝土和人工做出来的区别不大，而且对于建筑这种不是特别精密的作业，难 度不是很大，没有必要用3D去打印。对于建筑行业引以为豪的减少废料这一特点，柳肃说，建筑的废料并不是那么可怕，有一定程度的浪费属于正常。而就节省工 时来说，工厂装配同样很快，不一定比3D打印慢。他介绍，发达国家很早就在使用装配式的建筑，如柱子、墙、梁都是在工厂做好，运到工地像装家具一样装起 来。

　　“这也能在45天之内完成。赶工程并非一个理由，一定要那么快干嘛呢？”柳肃提出了自己的疑问。

　　另一方面，柳肃认为，3D打印的费用比普通的建筑贵，是另一个阻碍技术推广的原因。

　　多名专家都表示，这种新型建造的房屋，没有相关的验收标准和规范，距投入使用也有很长的距离。一位专家告诉记者，“如果需要验收，任何人都是不敢签字的。”

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