马斯克住的3D打印修建 真的能代替钢筋混凝土吗？ | PropTech深度

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来源|MainMain.id
“根据天天任务8小时计算，一台3D打印机装备天天能够打出32平方米墙体，根据这样的效力，打印一套一层高修建面积100平方米的住宅，需求8天。”
这是一台3D打印装备的“任务效力”，盈创立筑科技（上海）无限公司（下列简称“盈创”）日本领业部经理左磊如是告知36氪。
2022年十二月，发展3D打印球体住宅业务的日本初创公司Serendix宣告，2023年将着手开发修建面积为100平方米的住宅，而技术提供方就是来自中国的盈创。Serendix在2022年承受了盈创的3D打印修建技术出资。行将开发的100平方米的住宅，将采取盈创的大型打印机装备打印实现。
近些年来，跟着技术不停成熟，3D打印的运用场景愈来愈多，泛起了“万物皆可打印”的趋向。2022年10月的巴黎古装周上，国内超模贝拉-哈迪德（Bella Hadid）在Coperni品牌的秀场作为压轴佳宾，在短短几分钟内展现了一条礼服裙是如何经过3D打印技术喷绘实现的。这条现场喷绘而成的裙子是品牌与高科技资料公司Fabrican耗时六个月的协作效果。
在住宅和公共修建畛域，3D打印技术曾经逐步浸透到人们糊口中的更多空间。前不久，清华大学徐卫国传授团队为70后农村夫妇打印了一栋3D住宅的旧事登上热搜，全程仅用160小时，本钱约20万。国际外3D打印修建技术提供方均表现，这些3D打印住宅与传统钢筋混凝土住宅的寿命简直无异。
目前来看，相较昂贵的本钱、更短的建造周期、更具艺术感和科技感的形状，是3D打印修建的劣势。但久远来看，这项技术能否改动普通人的寓居窘境？跟着技术门坎的升高，3D打印修建技术在将来会取代传统的房地产建造形式吗？
01
3D打印屋宇交付潮
2021年6月，特斯拉CEO马斯克在推特宣告：卖掉一切房产，住进“集装箱公寓”，一栋价值4.95万美元、只要36平方米的斗室子。
马斯克住进的是“隶属住宅单元”（ADU），在“出厂”以前，ADU就曾经是一栋规范住宅，家居、厨卫样样俱全，就连空调、暖气、USB充电口的地位，都会为住客预留出来，在售价上主打性价比。
为马斯克“盖房”的公司是Boxabl，有媒体指出，马斯克忽然为ADU“带货”，是在为开发火星住宅做筹备。在马斯克购买以前，Boxabl一共卖出了三套房，在“网红效应”带动下，Boxabl官网报名买房的人曾经排了五万号，而Boxabl的年产量是3000套。
据理解，Boxabl的产品可批量出产、装置快捷便利，又能灵敏装配和搬运，很合适作为火星居民的基地。与ADU的功用相似，3D打印屋宇也具备类似特征且运用场景更普遍，在美国，这一赛道的代表公司之一，是来自加利福尼亚州的Mighty Buildings。
在“火星移民热”阶段，Mighty Buildings在2021年共拿到两轮融资，融资总额达到1亿美元。该公司的技术劣势之一是能够准确计算所需建材的数量，从而简直不发生修建渣滓。同年，Mighty Buildings还与房地产开发商Palari Group协作，在一块5英亩土地上打印15栋住宅，以59.5万-95万美元不等的价钱进行销售。这些房子将采取质感较好的外石墙，并设计宽大的落地窗，同时，开发商还布局了带有游泳池、户外淋浴等设施的公共空间。
2022年底，MightyBuildings交付出第一栋净零动力住宅，位于加利福尼亚州兰乔米拉奇（Rancho Mirage）。这座两室两厅的独栋住宅配置了太阳能、风能等清洁动力，能够完成自力更生，60%的墙壁资料也由回收资料组成，且热传导率更低，使屋宇拥有更好的隔热和保温机能。
和建造更高质量住房的“线路”不同，美国此外一家3D打印修建技术公司ICON选择与墨西哥的社会住房公司?chale协作，在墨西哥的纳卡茹卡地域，为本地一些挣扎在饥寒边沿的穷困家庭提供房钱昂贵、设计好看、功用齐全的社区。纳卡茹卡地域位于地震带，这些3D打印住宅可以接受7.4级地震。
在陆续交付这些修建的过程当中，ICON还宣告，公司行将推出的名目涵盖了从社会保障房、救灾房到合适长时间寓居和使用的住宅，乃至还与美国国度航空航天局（NASA）展开了太空修建零碎的协作。
据外媒ArchDaily报导，NASA与ICON签署一份继续至2028年的协作，ICON的Olympus建造零碎，将帮忙在月球外表和火星上建造根底设施，如着陆垫、栖身地、太空舱和路途，同时反对阿耳忒弥斯登月方案（美国国度航空航天局的登月名目）。ICON打印了一个约158平方米的摹拟火星栖身地，将在CHAPEA工作期间使用，CHAPEA是一项在NASA约翰逊航天核心履行的为期一年的摹拟工作，工作于2023年开始。
在中国，首例有居民入住的3D打印修建出自清华大学徐卫国传授及团队，位于河北乡武家庄，修建面积106平方米，使用“机器人3D打印混凝土技术”。与乡村自建房的外观不同，该栋屋宇采取拱形房顶、灰色墙体，使其对比凸起。打印全程耗时160个小时，造价大约为20万，至关于每平方米的建形成本区间为2000-2500元。据理解，这个价钱程度高于目前农村地域的自建房。


徐卫国传授团队打印民房
只管如斯，3D打印修建的前景仍旧被看好。由于短暂以来，修建仍然没有改动名目周期长、高度依赖人工、无奈范围化批量制作的现状。3D打印修建的详细劣势是在工艺上，寻求机械施工、施工快，操作简便的形式；在资料上，寻觅轻质、坚硬、价廉、环保、耐用的建材。假如将少量的出产、拼接、搭建任务前置，尽可能增加修建施工现场的功课。既能够放慢现场施工的速度，也能经过化简施工流程和难度，让盖房子变得更易。
02
中国3D打印出海
盈创日本领业部总经理左磊对36氪表现，日本修建行业已面临用工荒的窘境，加上自建房的本钱较高，是对比合适开展3D打印修建的国度。盈创与Serendix的协作模式，是盈创以价值1亿日元（约510万人民币）的装备和技术入股，至关于持有5%的Serendix的股分。
2022年，Serendix从盈创购买一座3D打印球体住宅，将其展现至日本高岛屋百货商场，屋宇修建面积为10平方米，打印耗时不到24小时。左磊告知36氪，该款住宅于1月1日以抽签的形式对外售卖，预约库存仅1套，售价330万日元（约17万人民币），盈创已于近日实现交付。


球体3D打印住宅
Serendix将在2023年推出另外一个3D打印“奢华版”住宅，面积为49平方米，提供装备的是荷兰TAM公司，除提供电力、水和煤气外，还会配备洗手间，便利拎包入住，公司的指标是“像买车同样买房，让每集体都能从典质存款中解脱出来。”
除此以外，Serendix也将着手开发修建面积为100平方米的住宅，由于面积较大，Serendix将在这一系列住宅引入盈创的大型打印机。2022年十一月，盈创初次推出最新研发胜利的可挪动的大型悬臂式3D打印机，长十二米，高十二米，臂展十二米。新装备的投入与使用，将晋升3D打印修建的面积和高度。
左磊对36氪表现，100平方米的3D打印住宅，实际需求打印的墙面子积是250平方米，一台3D打印机装备天天能够打出32平方米墙面子积，再以天天8小时任务时长计算，打印一栋一层高、修建面积为100平方米的住宅需求8天。假如肯定成范围开发100平方米的3D打印住宅社区，还需求盈创从上海再运送几套装备到日本。
实际上，早在2015年，盈创就打印出了寰球首栋6层楼修建，位于盈创姑苏厂区。该屋宇以天天打印一层，每两天装置一层的建造形式，耗时半个月实现，冲破了3D打印技术不克不及打印高层楼宇的困难。该栋楼承受了同济大学屋宇平安性、品质等方面的检测，检测讲演显示，它合乎国度修建规范。同期，盈创还采取表里装潢一体化打印的形式，在姑苏打印了寰球首幢3D打印别墅，层高3层、面积为十一00平方米。


6层修建


十一00平方米别墅
不外，徐卫国传授在武家庄的3D打印住宅问世以前，国际尚无3D打印修建用于实际寓居。盈创的3D打印住宅类屋宇目前处于对外展现的形态。2022年底，南京嘉翼、上海建工团体、西北大学联结打造出一栋合乎寓居规范的住宅，但建成后用于南京市灵岩社区卫生办事核心的院史展览馆，而非寓居。
为何国际没有完成3D打印住宅的民用或商用遍及？盈创公司相干担任人从市场、技术开展等方面解释了缘故。
首先，目前国际对于3D打印住宅的标准和规范还没建设起来，相较国外宽松的修建验收标准和规范，国际对3D打印住宅以传统修建规范进行验收，减少了3D打印修建技术使用难度，限度了3D打印修建的推行，进而致使国际对3D打印修建承受水平没有国外高。如别墅和六层楼的3D打印住宅，因体量大，构造繁杂，致使其在国际的验收更为难题。盈创于2017年开启3D打印修建规范制订任务，2019年与上海修建迷信钻研院推出了3D打印修建油墨和墙体以及部份修建构件的企业规范。
截至目前，盈创3D打印修建技术多用于高速公路建立、航道建立、艺术修建安装等市政畛域。
其次，技术开展需求，2022年以前，3D打印修建大部份流程是工厂打印，运输后现场拼装实现，这象征着3D打印屋宇的落地将受限于工厂与屋宇建造地的间隔，这也是盈创在国际的产品大少数落地长三角的缘故。鉴于此，盈创最新研发的车载悬臂3D打印机曾经开启现场打印，冲破了这一限度，例如，日本SERENDIX协作出产的3D打印住宅就将在本地实现。
盈创在2016年为迪拜打印了寰球首个办专用房，经过跨洋运输的形式到达国外，尔后陆续开启了沙特、阿曼、日本、澳大利亚、美国的试经营，后期只要花坛等修建构件出口。跟着3D打印装备的研发和出产，盈创已经过技术输入与上述国度的企业达成协作，将3D打印装备运到国外，筹备试打印。
另据盈创透露，农村住宅畛域也是公司将来在国际尝试的标的目的，且正与深耕农村建立的乡伴文旅团体尝试协作。农村修建由于地块的碎片化和施工环境的多样化，在各个环节都需求共性化处置，致使总体设计本钱和施工本钱不成控。而3D打印能够使修建质量放弃统一性，同时可充沛利用就地取材，如夯土、竹木和旧修建拆迁的固废资料。
03
使用持久性应战
国际目前掌握3D打印技术的建造企业，还将技术运用到了修建畛域的艺术安装上。
2023年除夕，布局十年的上海徐家汇书院表态，其一楼中庭处，是上海一造科技无限公司实现的3D打印艺术安装“光启之门”。该安装基于土山湾中国牌楼的形象进行艺术化再造，一造科技选用大尺度改性塑料3D空间打印工艺，经过网格疏密变动将原始牌楼的空间形制和比例呈现，打印出不同的空间单元4万余个，打印门路长达17000米，损耗资料1.8吨。


徐家汇书院“光启之门”
2020年，一造科技还参预了南京欢喜谷大门的设计建造进程，结合参数化设计、改性塑料3D打印技术，实现高维度的几何建造体。关于这种修建安装，传统建造工艺的实行本钱微小，不只需求少量模具，对工人的施工技术也有极高考验。
虽然3D打印技术在异形修建体的构建上，能够适量升高修建难度和造价本钱，然而在构造加强设计层面，还需论证钻研，3D打印技术还有得多“卡脖子”难点。
一名主攻构造工程的博士与36氪分享称，对于3D打印住宅的遍及推行问题，相干标准的欠缺也是缘故之一，目前没有一套工人的规范能够权衡屋宇的平安性。
面对这一欠缺，业内人士透露，学术界、技术企业都在踊跃推动国度和国内3D修建规范制订。
浙大修建工程学院于2021年出版的钻研讲演显示，混凝土3D打印可以完成空间自在设计、制作繁杂几何外型的新兴智能建造技术。该技术不只可进步修建资料利用率、缩短建造周期、增加碳排放量和休息力本钱，还可明显晋升设计的数字化智能化程度和建造施工的拆卸化精密化水平与传统施工形式比拟，混凝土3D打印技术可增加30%—60%的修建渣滓，50%—80%的人工本钱和50%—70%的出产时间。
虽然现阶段3D打印混凝土资料可知足任务机能的技术要求，但其抗拉强度低和脆性破坏的资料缺点妨碍了其在修建工程中的运用和开展。并且无筋空间建造也难以知足古代工业和民用修建的退役和使用要求。因为传统构造加强形式难以与3D打印工艺相融会，探求与混凝土3D打印相协调的加强形式尤其首要。
仍是以盈创与Serendix协作的3D打印火星移民屋为例，假如实现屋宇设计师设计的歪斜度墙体，在打印过程当中不泛起坍塌、陷落等情况，是个微小应战。盈创解决计划的症结，在于特殊资料——盈创3D打印“油墨”。这是一种通过特殊玻璃纤维强化处置的混凝土资料，其强度和使用年限高于钢筋混凝土，同时拥有速干的机能，也就是说，在装备泵送挤出、逐层打印的过程当中，这类资料在挤出后会很快凝结，可以包管打印机延续打印。
这也代表着，除了3D打印机装备，3D打印资料是基于挤压的出产技术的中心。据理解，这些原资料来自传统修建行业、修建固废行业。前述构造工程专业博士表现，土木工程的翻新，根本就是在资料翻新的根底下来推动的，只要资料能够达到一些特定的需要机能，构造能力有翻新。
盈创相干担任人也表现，3D打印修建资料是出产的症结，当初寰球曾经有得多企业能够出产3D打印机，但能够打印出房子的仍是多数，盈创的3D打印油墨原料能够吸纳多种资料，好比修建再生的石料等；盈创的劣势是3D打印修建技术（包罗装备和修建资料的研发），而市场开发，盈创更但愿与传统修建行业或者固废行业的企业协作，这些企业在市场和销售渠道上有很大劣势，盈创担任技术，市场和营销能够交给他们，从而造成协力，推动3D打印修建的应用与开展。
浙江大学钻研讲演显示，经过掺入纤维的形式对打印混凝土进行加强与增韧还不算是完善的解决方法，这类形式可进步打印混凝土的力学机能，但纤维的非延续散布对构造总体受力和抗震机能不利。
与此同时，其余办法例如“打印后加强”“打印混凝土同时安插筋、线、缆予以同步加强”都有各自缺陷，因此，这一畛域亟待建设新的设计剖析实践以保障平安退役。
此前，仲量联行担任修建技术钻研的Henry D’esposito以为，独栋住宅是测试3D打印修建持久性很好的形式，由于它们体积小、高度低且设计结构类似。
Henry D’esposito以为这项技术不合用于商业地产，“咱们不知道这些修建在将来几十年的表示如何，也不知道它们的长时间价值能放弃多少。假如你正在斟酌投资相干名目，该当充沛意识到这些潜伏危险。”
毕竟，世界上曾经存在得多保留60年以上的钢筋混凝土修建，但尚无一座建成60年以上的3D打印修建。
作者|宋虹姗
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