北京崇建渣土3D打印系統(tǒng)：圍墻、護欄、保安亭

如果能將建筑渣土二次利用，通過3D打印技術變成綠色建筑，相信我們的霧霾會少很多！

△堆積的建筑渣土

2017年10月13日，南極熊獲悉，中國二十二冶集團公司北京崇建公司自主研制的中國首套建筑渣土多功能3D打印系統(tǒng)發(fā)布。該系統(tǒng)是在建筑渣土3D打印機技術基礎上，在施工現(xiàn)場將建筑渣土成功打印出圍墻、護欄等臨建設施后，進一步優(yōu)化升級為建筑渣土多功能3D打印系統(tǒng)，用于施工現(xiàn)場臨建設施、裝配式零部件制造，實現(xiàn)了降低施工成本、節(jié)能環(huán)保的目標，標志著綠色智能化建筑變廢為寶的時代已經來臨。

雖然從這條簡短的新聞中，我們無法清楚的看出這家公司究竟做了什么。但南極熊知道，建筑渣土如果能夠很好的二次利用，對于環(huán)境的改善是意義重大的。

建筑渣土處理是中國施工企業(yè)的行業(yè)性難題。有數(shù)據(jù)顯示，中國每年生產建筑垃圾約20億噸，其中近10%是建筑渣土。建筑行業(yè)公認的數(shù)據(jù)是，每產生1萬噸建筑垃圾，至少需要1畝土地堆放。據(jù)此計算，中國每年將拿出2多萬畝土地用于堆放建筑渣土。同時，露天堆放的建筑渣土還可能存在安全隱患。發(fā)生在2015年12月20日的深圳渣土滑坡特大事故，造成73人死亡、4人下落不明、17人受傷，直接經濟損失8.81億元。

△深圳渣土滑坡特大事故

而在中國五礦所屬二十二冶北京崇建公司的建筑渣土3D打印項目工作室，這些渣土就像變魔術一樣，成為工地的圍墻、護欄、保安亭等臨時建筑，靠的就是該公司自主研發(fā)的全國首個建筑渣土3D打印技術，目前已經進入實用化階段。

△早期的建筑渣土3D打印試驗

之前南極熊報道過好幾家建筑3D打印公司打印房子的案例，比如上海盈創(chuàng)3D打印房子，北京華商騰達3D打印400平米別墅等。但他們都使用建筑水泥或者混凝土作為打印材料，沒有公司使用建筑渣土作為原料。

五分鐘打出高強度零部件

位于通州次渠的一處安置房工地，一個渣土堆旁有一個板房，這兒就是北京崇建公司建筑渣土3D打印項目的工作室。一個大個頭的3D打印機擺在屋子正中間，一旁是就地取材的一小堆渣土，玻璃櫥窗內是各種形狀的打印成品，觸摸起來材質很硬。

“這些都是渣土3D打印機打出的成品，材質硬，抗壓能達到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以滿足制作圍欄、路牌、雕塑、保安亭等各類產品應用的需要。”項目負責人王恩鵬正和其他五位同事調試機器，他向記者演示了渣土3D打印的全流程。

向攪拌倉里加入渣土，再加入特別研發(fā)的“無模劑”，加入水，渣土就開始攪拌起來。王恩鵬說：“就像和面一樣，無模劑起到了黏結作用，渣土更容易成型而且增加了強度�！睌嚢柰戤吅�，渣土成了泥狀，傳送到了電腦控制的機械臂噴嘴，隨著軌道的精準制動，打印出了一個框狀的零件，整個過程大概用了五分鐘。打印出的成品只要晾上半個多小時，就可以應用了。

比人工施工效率高50倍

“這一塊零件相當于三十多塊磚的體量，渣土3D打印可以節(jié)省大量的建材。”王恩鵬說，零件就像積木一樣，不用水泥等黏合劑，就能直接打印并拼裝在一起。同樣造一個建筑，渣土3D打印的成本是用磚搭建成本的三分之一，而且比傳統(tǒng)人工施工方式效率提高了50倍。

△建筑渣土多功能3D打印系統(tǒng)

“雕塑、花壇、假山、路磚等都能用上渣土3D打印�！蓖醵鼯i暢想，公園如果需要雕塑或者假山，不用再花大價錢去買，完全可以利用渣土打印出成品，一些破損的公共設施也可隨時隨地打印出來。

目前，新一代的自動化機器已經有了具體方案，將實現(xiàn)自動上料、加水，并將在渣土里加入新一代無模劑，進一步提高打印成品的強度，現(xiàn)在還在配比的研發(fā)過程中。據(jù)介紹，北京崇建公司的建筑渣土3D打印技術已經到了應用階段，已可以打印出各類成品，到今年6月，新一代機器將向多處工地推廣。

據(jù)透露，下一步，團隊還將研制無筋混凝土板和建筑垃圾的3D打印技術。

成品可銷售 賺錢又環(huán)保

這個項目自去年6月團隊剛組建，為了制作出這一臺渣土3D打印機，團隊成員經歷了艱辛的研發(fā)。要做機器需要材料，可很多工廠和五金店都沒有賣，大到定制的機械軌道，小到一顆螺絲釘，團隊基本上都靠網(wǎng)購。經歷了成百上千次的機器調試和原料配比，可以順利打印的渣土3D打印機才最終誕生。

“有了這項技術，花錢的事都變成了賺錢的事，打印出的建筑制品自己工地用不了，還可以賣錢�！北本┏缃ü�司總經理趙亮算了一筆賬：以一個20萬平方米的住宅群體建筑為例，如果地下為二層，渣土量大約有15萬立方米，即便渣土處理消納只有5公里的運距，在北京市僅運輸和消納費用就達750萬元，還有100萬元的粉塵處理費。使用3D打印技術后，不僅可以節(jié)省一部分運輸和處理費用，還減少了渣土外運和圍墻、路面材料回運，因此減少了汽車尾氣的排放，對城市霧霾治理發(fā)揮作用。

建筑渣土3D打印機原理

第一代建筑渣土3D打印機系統(tǒng)原理如下：

“渣土建筑3D打印技術”集自主研發(fā)的渣土建筑3D打印機與添加劑為一體，將建筑渣土打印成圍墻、護欄、景觀及安全警示牌等建筑制品，實現(xiàn)無�；�的生產工藝。

第二代建筑渣土3D打印機：

在第一代機器研發(fā)成果基礎上，北京崇建公司研發(fā)團隊針對施工現(xiàn)場臨建制品（圍墻、護欄）的不同強度要求和渣土性質差異等，進行大型建筑渣土3D打印樣機的設計、試制和打印臨建制品攻關，大到機器軸距的設定和準確定位，小到每一個零部件的組裝實驗，都是經過研發(fā)團隊成員多次地討論與實踐探尋，最終將建筑渣土打印成圍墻、護欄、地面等臨建設施，至此第二代“建筑渣土3D打印機”研發(fā)成功。在第一代機器基礎上，二代機打印出的成品質量更好，技術含量更高，更能適應施工生產需要。第二代3D打印機打印出的成品抗壓程度能夠達到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以將建筑工地上堆積的建筑渣土打印成安全警示牌、雕塑、保安亭等建筑制品及各類產品。

北京崇建公司研發(fā)團隊先后以“大型3D渣土打印機Z軸成型系統(tǒng)”為核心技術，在2016年9月申報了國家發(fā)明專利（文末附上專利下載），作為研發(fā)核心技術的無模劑等也正積極尋求專利保護，通過一系列舉措完善公司創(chuàng)新工作體系，形成技術壁壘，成為企業(yè)無形資產，為科技成果市場化架起橋梁。

據(jù)南極熊了解，中國是全球規(guī)模最大、建筑企業(yè)最多的國家。目前國內建筑施工工地的臨建設施均為人工加工，生產效率底，人員浪費，加上施工現(xiàn)場有很多的渣土資源。北京崇建公司的建筑渣土3D打印技術，就地回收渣土和建筑垃圾等廉價打印材料，應用于施工臨建，不僅提高企業(yè)生產效率，而且節(jié)約了人力成本，降低了材料成本，節(jié)省運輸費用和施工時間，避免施工作業(yè)現(xiàn)場的揚灰現(xiàn)象，為建筑綠色施工邁出了綠色的第一步。


專利下載：
發(fā)明專利申請說明書CN201611066842.2.pdf (533.06 KB, 下載次數(shù): 220)

2017-10-13 11:14 上傳

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來源：網(wǎng)絡
編輯：南極熊