南京用建筑3D 打印混凝土材料一天建好防控方艙

為了狙擊疫情、對新型冠狀病毒患者進行隔離，武漢的火神山、雷神山醫院僅用十余天建好，立下了汗馬功勞。近日，一種比箱式板房速度更快、設計更靈活的3D 打印建筑正在南京江北新區試點，用來建設公共衛生防控方艙。從接到任務到房間設計、打印和安裝只用了十一天時間，而設計人員只需坐在家中進行設計，以特種混凝土為耗材的打印機便可以遠程打印，生產和安裝只用了一天半時間。記者了解到，這種3D 打印建筑未來將出現在更多場合中，搭載了智能設備和大數據平臺，可以形成一張網絡助力防疫防控。

在南京江北新區中央商務區橫江大道一標段中鐵四局工地上，記者看到工人們正在為復工進行準備，而一座白色的小型建筑尤為醒目。門口設有人臉識別+自動測溫的閘機裝置，進入之后有兩個自動消毒洗手區域，最后一個房間里是360 度的消毒艙，可以給全身進行消毒。

這座小型建筑就是江北新區中心商務區的公共衛生防控方艙，采用了建筑3D 打印技術快速建成的。記者在現場看到，方艙的白色墻面上有質感明顯的紋路，這些就是3D 打印留下的痕跡。據介紹，整個方艙由12 個構件組成，打印時便在墻體內嵌入了鋼結構保證穩定性，現場安裝僅需6 個小時。“艙內頂部集成了水和電，同時還可以加入更多智能化設備，按每人洗手時間30 秒/人計算，標準型有24 個洗手點每分 鐘可供最多50-80 人使用”現場工作人員告訴記者，復工后項目上的所有人員都會通過這套系統進入，從而人員信息、體溫和潔凈度進行管理。

南京綠色增材智造研究院副院長李進告訴記者，傳統混凝土構件需要制模、養護等工序，一般需要28 天左右時間，而這套3D 打印裝置用的混凝土使用了特別的配方，可以在幾個小時內快速成形。“我們在2 月13 日接到江北新區中心商務區管理辦公室的要求和思路，著手開始設計，當時設計人員都是在家里辦公，遠程設計的。”李進說，2 月24 日第一個方艙完成并開始投入使用，只用了11 天時間。“其實打印只需要一天不到，裝配只需要幾個小時，我們這次有很長時間花在采購上的，最近因為防控需要交通不便，耗材運不進來，還是請了區里進行協調才解決。正常設計成熟、產能全開的情況下，建造時間將非常短。”

記者看到了特種混凝土構件的3D 打印過程，與精密部件的3D 打印原理類似，特混被一層層的依據設計好的形狀進行打印，從而形成外立面上看到的紋理。生產線上，一對C 形結構的方艙基礎構建被緩慢打印出來。目前生產效率是每天可以出2-3 套/天構件，房屋現場安裝每天1.5-2 套，每批次房建需要在8 天左右。“這個構件是中空的，里面還進行了加固的設計，墻體厚度一般在25 厘米至30 厘米，這也提高了保溫性能，使得它拼裝出來的房子可以冬暖夏涼，使用起來的舒適性大大提高。相比之下，集裝箱房在冬天起不到保溫效果，夏天暴曬下則根本不能住人。”李進告訴記者，同樣的空間需求，不算里面的集成設備的話，這種方艙的成本比采購集裝箱更便宜。“由于自重超過20 噸，這種建筑也非常穩固，無需進行地基建設，抗風能力也很高。”企業為此申請了國家相關專利。

目前使用建筑3D 打印技術的公交站臺，市民中心游客服務中心等建筑都已經在江北新區落地。還將廣泛應用于住宅打印、可移動式建筑的構造、市政工程、地下管道工程的整體布局、民族文化建筑的建造和文化遺產修復等領域。