作者：CLZX
来源：材料在线（ID：clzx_net）
位于比利时的坎普西创新中心（Kamp C）
在近期完成了一座两层样板房的打印工作
该样板房仅约等于90平方米
并使用了欧洲最大的固定混凝土3D打印机
在过去几年中，越来越多的设计师
愿意尝试3D打印、混凝土打印
这个独特的概念
尽管建成的建筑多为临时性建筑
但依然成为时下较为热门的建造方式
本期就来说说混凝土印刷工艺
混凝土印刷工艺为我们的设计师
在设计建筑物时提供了高度的自由度
什么是混凝土打印
混凝土3D打印是通过利用计算机分层建模并发出程序指令，工业机器人受控逐层重复铺设材料从而构建出自由形式的建筑结构。工艺原理：将建筑的图形设计模型转化成三维的打印路径，利用打印系统将凝结时间短、强度发展快的混凝土精确分层布料，逐层叠加累积成型，实现免模板施工。采用建筑构件及建筑的设计数字化模型技术，实现高精度连续分层布料。采用触变性好、凝结时间可控和强度发展快的混凝土，实现无模板布料逐层堆叠成型。
3、施工工期短，施工过程无污染
当前3D打印机可在24小时内完成10栋200平方米的单层建筑。在建筑过程中，低扬尘、低噪声、低污染，并且还减少运输成本，使得建筑能耗大大降低。
4、可打印结构复杂的节点
3D打印能够生产出高度数字化的具有复杂三维内部构造的构件。
5、材料成本低
与传统的建筑相比，3D打印建筑一次成型，避免了返工和因尺寸差别而导致的材料切割所造成的浪费，节约了大量材料成本和人工成本。
建筑3D打印机与印刷工艺
由混凝土输料系统、混凝土布料系统、打印路径控制系统组成。三个系统在计算机控制下协同工作，实现施工过程的智能化。建筑3D打印机：能使布料打印头按打印路径在3维空间移动的设备及控制系统。该设备的典型形式包括：笛卡尔直角坐标结构形式、极坐标布料机结构形式和关节式机械手臂结构形式。布料打印头：混凝土3D打印布料头一般采用螺杆挤出的形式，具有挤出均匀，无脉冲的特点，能够实现墙体打印的平整性。
打印头形式 | 图源：混凝土杂志周工
控制软件：建筑3D打印控制软件主要实现输料智能控制、布料智能控制和打印路径控制。有别于树脂类小型3D打印机控制软件，其涉及机械设备、自动化控制、软件开发等多个专业技术领域。
混凝土打印施工工艺和材料
【混凝土3D打印施工工艺】
主要分为5个步骤：混凝土配合比设计-混凝土制备-混凝土输送-布料打印成型-成品养护。
混凝土3D打印工艺流程图 | 图源：混凝土杂志周工
【混凝土打印的“油墨”】
在3D打印建筑中，干混砂浆将广泛地作为打印机的 “墨水”。3D打印建筑干混砂浆对于材料的要求同打印混凝土的要求相类似，都要求其具有良好的可塑性等性能。其性能要求：
建筑3D打印技术对材料的要求 | 图源：混凝土杂志周工
干混砂浆是将水泥、砂、矿物掺合料及功能性添加剂按照一定比例，在专业生产厂于干燥状态下均匀拌制、混合成的一种颗粒或粉状的混合物。然后以干粉包装或散装的形式运至工地，按规定比例加水拌和后即可直接使用的干粉砂浆材料。干混砂浆由于其使用的方便性、灵活性等而受到工程界的青睐，近年来得到了越来越广泛的应用。
混凝土打印的应用
第一个是土木工程和建筑。例如迪拜的一个项目，其中涉及高大的路柱，带有历经精心设计的楼梯以及马德里的人行天桥，是采用3D打印设计的八段式安装，然后将其作为预制件安装起来。第二个是城市空间，包括人造珊瑚礁，花槽和迪拜抛光表面的长凳，还有一个公交车站，这些都可以依赖3D打印制造出“自由形状”。第三个是历史和文化遗产保护。比如我国的3D打印石窟。
全球最大的3D打印建筑
迪拜政府大楼 / ApisCor
PERI在德国建造了第一座
3D打印的住宅建筑
PERI建造了德国第一座3D打印的居民楼
该房屋由两层独立式房屋组成
每层楼的居住空间约为80平方米并
使用3D建筑打印机进行建造
进入世界先进水平
世界上最大的混凝土3D打印的人行天桥由清华大学建筑学院- Zoina土地联合研究中心建成
3D打印混凝土技术
实现了混凝土的充分利用
降低了水泥用量，降低了建筑垃圾的产生
符合当今绿色发展的主题;
但仍需要不断地对材料的选择、配制、外加剂的使用
等方面进行深入的研究，以此完善其性能的要求
更需要不断地对轮廓工艺进行完善
以实现精细施工和表面细致化的要求
使打印向精细化产品发展
