本文作者:钢结构设计

3d打印房子用什么材料(3d打印建筑用的是什么材料?)

钢结构设计 4周前 ( 07-22 08:59 ) 4266 抢沙发
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3d打印房子用什么材料

3d打印房子用什么材料

3D打印楼房有住的吗

目前还没有人住三地打印楼房的。目前的3D打印技术主要是用于方舱医院和紧急情况的避险措施,所盖的一些建筑采用的是3D打印技术。在武汉疫情最严重的时候,在武汉的方舱医院就是用的3D打印技术。而中国的现在住的楼房和居民小区都没有用到3D打印技术。

目前3D打印建筑房屋在国内普遍吗

当前3D打印房屋在国内和国外都极少。多数3D打印房屋,属于广告形式,或者艺术性质,或者特殊建筑物体的修复,以及在特殊场景中,不方面施工状态下完成的特有建筑。

我们先来看3D打印建筑都是什么样子的?

这个位于米兰市中心的建筑,就是用混凝土打印3D打印成型的。所谓的3D打印,其实就是小朋友玩泥巴一样,一群一群的用稀泥垒起来。不同的地方在于,这种建筑的3D打印,都是采用一次成型,以及图纸设计好后,直接以机器人进行的3D打印,速度快,并且可以实现复杂结构,甚至内部的家居都可以一次成型。

米兰的这个房子是由35个模块组成,一个模块1小时-1个半小时打印完成。48 小时内就建造完成,室内有客厅、卧室、厨房、餐厅和浴室。

房子的平面图

作为工业机器人行业的从业者,合理性的给你分析一下这套设备的造价:设备在200万左右。

  1. 100kg负重工业机器人,臂展在3000mm,价格在50万人民币左右(我这个可能还是出厂的原价,经过代理商价格就更高了)。
  2. 下面的AGV小车,负重要在3000kg,售价要在15-20万人民币。
  3. 图像解析+运动控制+喷枪等外部构建,价格约为20万。

也就是说,这一套设备成本价在90万人民币。那么售价就要在200万人民币左右。

基本上这玩意工作一天的价格应该在8-10万人民币左右。毕竟这玩意要专车运输,现场调试,以及折旧成本也极高。

更主要的是,这个混凝土可不是我们常见的在泵车拉来的混凝土,毕竟你要实现打印后快速凝固,这类混凝土在桥梁建设中有大量使用,就是那种遇水也会快速凝固的混凝土。这类混凝土的价格本身就较高。

因此这种房屋,目前没有普及型使用价值。

不适用工业机器人这套设备,采用桁架式3坐标机器人,也可以完成。那给你看看国内的3D打印机器人的设备。

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这个国内采用的桁架式机器人,造价也不便宜。并且非常笨重。难以完成超大体积的3D打印房屋。

那目前国内建筑领域采用的是什么类型的建筑技术?3D打印是不是未来建筑领域的主流技术?

目前国内采用的是两类建筑技术:

第一种是:轻钢别墅式建筑——广泛应用于别墅及农村

采用轻钢龙骨结构,作为承重结构,这类主要以农村,两层小楼形式的房子为主。房屋板材采用混凝土+石棉或者其他防火材料形成集成墙板。

一般情况200平米的房子,施工周期45天即可完成。如果天气好,并且材料齐全可以压缩20%的施工周期。轻钢别墅在国外市场比较盛行,由于欧美地区房子主要以木质结构为主,内部的主要承重结构都是采用的轻钢龙骨。

不过在国内市场从2015年开始,开始不断推行轻钢龙骨的建筑,目前来说轻钢龙骨的造价并不便宜。主要还是在城市的别墅建设中有一席之地。

墙板采用复合墙板,防火,防潮,隔音轻质板材。(但是别抬杠,这个隔音是有等级的,很显然是达不到混凝土墙面的隔音)

第二种:装配式建筑——广泛应用于城市建筑,且是当前国家强制要求的建筑。是目前的主流建筑形式之一。

装配式建筑是目前国家主力推行的建筑,还是使用的混凝土作为主要原材料。

钢构+混凝土,各类墙板在工厂预制完成,到现场直接安装。

装配式建筑施工过程

目前国内在装配式建筑领域,各地区都出台了政策强制要求未来建筑的30%乃至更高的市场份额,都采用装配式建筑,以便于实现环保以及快速的城市建设。

我们都知道中国是钢铁产能大国,富裕的钢铁在建筑领域得到大量的使用,因此装配式建筑以环保,施工快,集成度高,安全性高,平均价格低等优点,得到国家强力推广。

这种建筑技术就是我们武汉火神山,雷神山医院的建筑。采用钢构框架,使用轻质防火墙板,实现快速施工。

总结:3D打印技术在工业零部件,以及消费品领域的使用越来越普遍,在建筑领域的应用主要是技术先进角度,填补超难度施工领域的一种技术,难有普及型。

但是3D增材制造本身的技术价值是非常强大的,目前在航空,工业机床,电子等领域得到广泛的使用。

为什么不普及3D打印房

谢邀,3D打印这个概念在近两年被宣传得很火热,神奇的万能制造机器。可以取代任何机器,甚至是建筑都可以3D打印。我就以我从事3D打印行业的角度来分析一下为什么3D打印房屋没有普及开。

首先3D打印房屋在概念上是成立的,而且也有了真实打印出来的成品,2013年2月,英国伦敦Softkill Design建筑设计工作室首次建立了一个3D打印房屋概念,3D打印房屋需要用尼龙搭扣或者像钮扣一样的扣合件起到固定作用,同时借助传统建造技术。这一设计概念是2012年10月在3D打印展上提出的,它并非采用固体墙壁建造,而是在骨骼基础上建造纤维尼龙结构。

然后近来又有不少关于3D打印房屋的新闻,但是有一个问题是3D打印出来的房屋的性能如何,能不能住人,这些都是需要时间去检验的,尤其是获取民众的信任,更需要时间,这点可以说是3D打印房租最掣肘的一点,另外,3D打印的尺寸也是有限制的,目前还不能无限大尺寸的打印。

而且现在用于3D打印建筑的技术还不是很成熟,还达不到可以普遍民用的程度,另外制造的材料也是限制3D打印发展的重要因素,随着材料科学和3D打印技术的完善,也许未来3D打印真的会普遍取代传统建筑技术的,但是现在还远达不到!

几年前国内用3D技术打印房子成本比传统建筑还低,为什么到现在3D技术还没普及

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。一位专家告诉中国青年报·中青在线记者,“如果需要验收,任何人都是不敢签字的。”

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