用打印機來蓋房？不要一磚一瓦，隻要一台3D打印機，就能在24小時內(nei) “興(xing) 建”10間房？

　　號稱“全球首批3D打印實用建築”的房屋近日亮相上海青浦。“將建築垃圾變廢為(wei) 寶，讓建築工人做更體(ti) 麵的工作，讓建築成本降低50%，讓更多人住得起房子，房型家具私人定製，讓水更清天更藍……”其研發者馬義(yi) 和近日也被冠上“全國3D打印第一人”的名號。

　　3D打印建築究竟會(hui) 帶來怎樣的革命？建築學專(zhuan) 家認為(wei) ，作為(wei) 全球建築革命的熱點，3D打印改變了傳(chuan) 統的建築施工工藝，從(cong) 環保節能省時省力角度看，有其創新意義(yi) 。不過新型“油墨”打印的建築，其剛度、強度和耐久性等綜合性能還待進一步驗證。

　　“24小時能打印10間房”

　　近日，張江高新青浦園區內(nei) 的3D打印建築正式揭開神秘麵紗。在園區內(nei) 的一片空地上，10幢一至兩(liang) 層的毛坯新房錯落安置。據悉，這10幢有著方便麵式外表紋理的房子，並非由工人一磚一瓦砌出來，而是由一台3D打印機，在24小時內(nei) 打印出來的。

　　走進一個(ge) 3D打印的房間：設計的多樣性可以讓門窗等位置在“打印”過程中就預留出來，並且根據需要安裝預埋件。與(yu) 眾(zhong) 不同的牆體(ti) ，也並非鋼筋水泥澆築，而是用一種特殊的“油墨”，根據電腦設計圖紙和方案，在現場層層疊加“噴繪”而成。

　　這項技術的發明者，上海盈創裝飾集團有限公司董事長馬義(yi) 和給記者展示了現場打印時拍攝的視頻片段，隻見一隻巨大的噴頭，像奶油裱花一樣源源不斷噴出灰色的油墨，油墨呈“Z”字形排列，層層疊加，很快便砌起了一麵高牆。之後，牆與(yu) 牆之間還可像搭積木一樣壘起來，再用鋼筋水泥進行二次“打印”灌注，連成一體(ti) 。馬義(yi) 和告訴記者，整個(ge) 打印過程，隻需要一張圖紙、一台電腦、就地取材製造的足夠“油墨”，就可以在24小時內(nei) 打印出10幢200平方米建築。

　　打印機長啥樣不讓看

　　能打印房子，該要一台多大的3D打印機？技術方稱，這台超級打印機是企業(ye) 的最高商業(ye) 機密，外人都無緣一見。記者有幸見到了這台巨型打印機的視頻，機器呈長方體(ti) ，廠方介紹的高6.6米、寬10米、長32米的打印機，底麵占地麵積足有一個(ge) 籃球場那麽(me) 大，高度足有三層樓高。且打印機的長度還可以延伸，完全拉開足有150米長。馬義(yi) 和前幾年對它完成了設計研發，然後全球定製零部件，最終在蘇州工廠組裝而成。這次現身青浦的3D打印房屋就是在蘇州打印好後搬運到上海的。

　　“用3D打印機來造房，是世界各國建築師的夢想。此前，俄羅斯曾發布一幢3D打印建築，但他們(men) 的原理是打印一個(ge) 個(ge) 像樂(le) 高積木一樣的配件，然後通過組裝做成建築的牆體(ti) ；荷蘭(lan) 打印了一個(ge) 景觀房建築叫莫比烏(wu) 斯環，是通過用沙子和黏合劑的方式打印若幹個(ge) 模塊進行組裝，最終，也沒有打印出完整的房子。而有了這台打印機，就可以就地取材，製造打印“油墨”，打出整棟房子。”馬義(yi) 和稱。

　　“油墨”來自建築垃圾

　　3D打印的房子是否為(wei) 一種噱頭？打印的建築牢度怎樣？能用多少年？如果在不久的將來推出3D打印住宅，有人會(hui) 買(mai) 嗎？麵對記者一連串的疑問，馬義(yi) 和回答得胸有成竹。

　　在他眼裏，3D打印不僅(jin) 是一種全新的建築方式，更是一種顛覆傳(chuan) 統的建築模式。它更加堅固耐用、保護環境、高效、節能，不僅(jin) 解放人力，還能大大降低建造成本，造出普通百姓都能住得起的房子。

　　據其介紹，3D打印最大的亮點，就是把建築垃圾再利用，同時讓新建建築不會(hui) 產(chan) 出新的建築垃圾。“今後建築過程將大大降低揚塵和汙染，建築工地不會(hui) 再是一片狼藉，城市空氣質量也會(hui) 得到改善。”馬義(yi) 和說，中國建築垃圾的數量已占到城市垃圾總量的1/3以上，而盈創3D打印建築“油墨”的核心技術就是將建築垃圾再利用，通過技術處理、加工、分離，使之成為(wei) 3D打印建築“油墨”的原材料。

　　讓更多人住得起房子

　　那麽(me) 這樣的“油墨”牢度怎樣？馬義(yi) 和表示，“油墨”是一種經過特殊玻璃(1275, -3.00, -0.23%)纖強化處理的混凝土材料，其強度和使用年限大大高於(yu) 鋼筋混凝土。“空心的牆體(ti) 不但大大減輕了建築本身的重量，還可以隨意填充保溫材料，並可任意設計牆體(ti) 結構，一次性解決(jue) 牆體(ti) 的承重結構問題，因此無論是橋梁、簡易工房、劇院、還是賓館和居民住宅，其建築體(ti) 的強度和牢度都符合且高於(yu) 國家建築行業(ye) 標準。”

　　更顛覆想象的是，“油墨”擠出後會(hui) 很快凝固，保證打印機能連續打印。“如果是整棟25層的住宅樓，隻要打好地基，僅(jin) 十天半月即可完成整棟樓的建築框架。之後安裝好門窗，排好各類電線管道，再由打印機打印出整體(ti) 的複合地板和家具，業(ye) 主一個(ge) 多月就可拎包入住。”馬義(yi) 和說，這絕不是未來的夢想，而是現今已經實現了的技術。“現在，你看中了外灘的哪棟建築，或者喜歡全球哪套品牌家具，隻要用照相機拍下來，將設計圖紙輸入電腦，很快就可拷貝不走樣地打印出來。”

　　更令他對自己產(chan) 品信心十足的是3D打印的價(jia) 格優(you) 勢。據他測算，打印能使建築能耗從(cong) 70%降低到30%以下，讓建築成本降低50%，讓更多人住得起房子。

　　原材料玻璃纖維會(hui) 影響呼吸係統

　　創新值得肯定，但3D打印住宅還有很長路要走

　　因青浦打印建築的亮相，這一周來馬義(yi) 和成為(wei) 建築業(ye) 內(nei) 的關(guan) 注熱點。而他的下一步計劃，將在全國尋找合作方，在全國間隔300公裏範圍內(nei) 建100家夢工廠，今後就地取材，就地製造油墨，就地打印。

　　不過，對於(yu) 如此大手筆的規劃，似乎也有人表示了擔憂。有專(zhuan) 家表示，雖然在理論上運轉良好，但當規模變大後，可能會(hui) 突然失效。在很長的時間裏，3D打印房屋可能隻會(hui) 用在一些臨(lin) 時建築上。

　　同濟大學建築係教授來增祥同樣表示，3D打印在建築新材料開拓和建築工藝上的創新探索值得稱讚，不過3D打印房屋要真正普及，恐怕還需斟酌。比如該3D打印的“油墨”的構成主要是高標號水泥和玻璃纖維。而據他所知，某些國家禁止建築大量使用玻璃纖維，因為(wei) 玻璃纖維會(hui) 影響人體(ti) 呼吸係統。高強度水泥未來的回收也有困難，目前我國高層住宅普遍使用的是鋼筋混凝土或全鋼結構，其中鋼鐵可以回收，因此傳(chuan) 統建築材料在未來的一段時期內(nei) 依舊有很大優(you) 勢。

　　此外，建築不僅(jin) 光有外在的形態，特別是人居住宅，更需要對內(nei) 部結構、綜合強度、剛度、防火性、使用年限等多方麵進行綜合考量。來增祥認為(wei) “油墨”的承載力強度、耐久性等各項指標是否符合標準，還有待專(zhuan) 家部門的權威檢測和認證。

　　[3D打印的目前運用]

　　航空航天領域運用最多

　　中國3D打印技術產(chan) 業(ye) 聯盟秘書(shu) 長、亞(ya) 洲製造業(ye) 協會(hui) 首席執行官羅軍(jun) 表示，3D打印技術已被廣泛地運用到了航空航天、汽車零部件、重大裝備、文化創意、生物醫學等領域。

　　相比消費和製造領域，我國3D打印技術在關(guan) 鍵軍(jun) 事領域的運用已經非常成熟，其中包括航空母艦上的各種武器和配套裝置、人造衛星的外部構造、火星探測器、空間站，乃至宇宙飛船，而航空航天領域也是國內(nei) 目前運用最多的領域。#p#分頁標題#e#

　　我國第一艘航母“遼寧號”的艦載機型“殲-15”的部分零件就是以3D打印技術製造而成的。由於(yu) 戰鬥機在航母上起降時，前輪幾乎需要承載整個(ge) 飛機重量的一半，這對於(yu) 前輪支撐腳的性能要求極高，而“殲-15”與(yu) 最新“殲-31”的前輪支撐腳都采用了以3D打印而成的鈦合金構件。複旦大學美國研究中心教授沈丁立表示，3D打印技術能攻破武器部件、尤其是高端武器部件性能的缺陷。與(yu) 機器製造出的零件和產(chan) 品相比，3D打印的產(chan) 品更加精細輕盈、韌度更強、抗壓力更佳。

　　重塑骨骼植入體(ti) 內(nei)

　　美國3D生物打印廠商Organovo公司於(yu) 2009年底研製出了3D生物打印機，打印人體(ti) 細胞、組織都成為(wei) 了現實。

　　從(cong) 2009年起，北京大學第三醫院骨科率先開始對利用3D打印金屬材質的骨骼進行研究。經過四年的努力，研究的牽頭人、北京大學第三醫院骨科主任劉忠軍(jun) 帶領的團隊已經在脊柱及關(guan) 節外科領域研發出十幾個(ge) 3D打印脊柱外科植入物，其中頸椎椎間融合器、頸椎人工椎體(ti) 及人工髖臼關(guan) 節三個(ge) 產(chan) 品，已經接近完成臨(lin) 床觀察階段，準備進行產(chan) 品申報。已有60多位患者在簽署知情同意書(shu) 後，植入了3D打印出的骨骼。從(cong) 植入結果看來，短時間內(nei) ，就可看到骨細胞已長進打印骨骼的孔隙裏，效果樂(le) 觀。此外，在國內(nei) 醫院中，3D打印技術還在給患者修複顱骨、修整下巴、重塑顴骨、眼眶等部位時派上用場。

　　而據英國媒體(ti) 報道，一位名為(wei) 芬頓的27歲英國男子去年到西班牙度假時不慎從(cong) 四樓摔下，導致臉部骨骼、四肢和肋骨等全部摔斷。在他回到英國後，專(zhuan) 家根據芬頓未受傷(shang) 之前的照片，運用3D技術重新塑造了其他的骨骼，再把打印出來的“骨骼”植入其身體(ti) 內(nei) 。經過14個(ge) 小時的手術，芬頓獲得了“重生”。

　　不過，即便已有機構通過3D打印製出了活體(ti) 細胞以及耳朵等人體(ti) 器官，但目前的3D打印技術還達不到“器官移植”的高度。

　　[3D打印的未來發展]

　　打印能移植的心髒

　　美國路易斯維爾大學研究團隊已用3D打印的方式打印出人類心髒瓣膜以及小血管，這些小血管在老鼠等小動物身上可以正常工作。該研究團隊計劃，在三至五年內(nei) 打印出心髒的各個(ge) 部件，然後手工把它們(men) 組合在一起。這一項目的終極目標是用人的自體(ti) 細胞打印出一個(ge) 完整的、能用於(yu) 移植的心髒。

　　如果一切能按計劃進行，生物人造心髒有望在十年內(nei) 進入人體(ti) 實驗階段。首批受試者將是無法移植人工心髒的心髒病患者，比如因大小不合適而不能接受人工心髒的兒(er) 童。

　　此外，研發出3D生物打印機的美國3D生物打印廠商Organovo公司還聲稱，他們(men) 將在今年某個(ge) 時候打印出人類肝髒。雖然該公司表示3D打印出的肝髒與(yu) 很多人想象的那種具有全部功能的人類肝髒還有很大的距離，但就研發現狀而言，離3D打印出全功能人類肝髒也隻有幾年的時間。

　　據了解，Organovo公司的研究人員已經能夠打印出幾十種不同的生物細胞，一旦在這些器官內(nei) 打印血管網絡的方法更加完善，大量的創新成果將會(hui) 噴薄而出。 2019年的生物醫藥領域將會(hui) 出現天翻地覆的變化。

　　用於(yu) 電路板的製造

　　3D打印領域的資深觀察者布羅克·辛茨曼表示，3D打印技術在製造領域的發展空間不可估量。如今，已經有廠商開始用3D打印機製造多種消費品，這其中就包括家用機器人，而這也預示著3D打印技術未來將有可能被應用到電路板的設計和製造之中，而不是僅(jin) 僅(jin) 用來製造一個(ge) 簡單的零部件。

　　3D打印技術在金屬零部件製造方麵的工藝和質量已有大幅提升，目前已有行業(ye) 開始進行大規模嚐試。辛茨曼預測，通過3D打印製造出來的金屬零部件有朝一日將能夠達到甚至超過傳(chuan) 統製造工藝的水平，畢竟3D打印性價(jia) 比高，在加工某一個(ge) 零部件時，不需要冗長的生產(chan) 線和複雜的加工流程，隻需在一台打印機中就能夠全部完成，從(cong) 而將故障點數目降到最低，幾乎杜絕了殘次品的出現。3D打印還能製造出一些構造複雜、傳(chuan) 統工藝無法實現的零部件，這也將大幅提升金屬零部件的生產(chan) 效率。

　　走進課堂 輔助學習(xi)

　　目前，教育領域對3D打印機的使用率在上升。 3D打印機生產(chan) 商Makerbot公司已發出一項倡議，希望將他們(men) 的3D打印機推廣到全美的每所學校。

　　隨著3D打印機價(jia) 格的下降，以及出現更多的在學習(xi) 上的應用，3D打印機將成為(wei) 從(cong) 3年級到12年級(相當於(yu) 中國的小學三年級到高三)幾乎每一門課程裏的主要輔助工具。就像上世紀80年代和90年代的PC機，3D打印機會(hui) 迅速占領每一間教室。對於(yu) 學生而言，3D打印機能把他們(men) 幻想中的東(dong) 西變成現實，是一個(ge) 非常強大的培養(yang) 學生創造力和學習(xi) 能力的工具。