3D打印3层楼,博彭科技现场原位建筑打印技术造出新高度

3D打印建筑
2021
12/02
11:19
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南极熊导读:作为3D打印的大尺寸应用,建筑3D打印技术正在当下如火如荼的发展中,国内外都逐渐走近真实应用场景。近日,在中部省份山西,由博彭科技打造的“全尺寸、异形、现场、原位3D打印3层楼小提琴房屋”正热火朝天的施工中,欢迎联系参观!

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△可打印高楼的造楼机GALAXY 高斯,诞生于2020年年初,博彭自主研发
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△现场原位3D打印3层楼,以小提琴为造型,利用山西当地固废煤矸石,变废为宝


△视频


技术特点:
1.现场原位整体打印,一体成型,抗震9级;
2.墙体结构保温、隔热、防水、隔音、造型五合一;
3.3D打印和钢结构结合,大大提升整体安全性能;
4.水电管路边打边预埋,大大减少后期开槽布线的工作,提高工作舒适性和减少工地粉尘;
5.打印油墨利用了山西当地的煤矸石,绿色环保,开拓了煤矸石大宗固废利用的新渠道、新思路,积极响应了当下“双碳”目标的达成号召。

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△3D建筑打印原型机ZERO

2014年的9月11日,在“大众创业、万众创新”的感召下,博彭科技(杭州)有限公司正式成立,致力于建筑工业4.0。2015年8月23日,国务院会上提出“智能制造正在引发整个制造业的深刻变革,3D打印是智能制造业具有代表性的颠覆性技术,具有重大价值”。

经过一年多的艰苦攻关,2015年年底,博彭科技(杭州)有限公司研制出原型机ZERO,在杭州落地并成功打印出一栋小型别墅样板。至此,3D建筑打印正式进入中国并在中国蓬勃发展。

一、3D建筑打印的起源
1996年3月26日,一个名叫Berok Khonevis的南加州大学教授,向美国专利局递交了一个名为《ADDITIVE FABRICATION METHOD增材制造方法》的专利,记录了一种全新的房屋建造方法,并把它命名为CONTOUR CRAFTING,在中国,俗称轮廓成型工艺。1997年的8月12日,专利获批,专利号为5656230。
二、博彭3D建筑打印,从实验室走向户外应用

自第一台中国自主研发的3D建筑打印原型机落地后,技术更新、设备迭代,在持续不断推陈出新中,快速前进。
  • 2016年3月,获得独立第三方权威机构材料检测认证。
  • 2016年5月份,3D打印墙体构件强度通过测试;
  • 2016年7月份,3D打印建筑物结构通过测试;
  • 2016年11月份,3D打印墙体构件抗震测试;
  • 2017年4月份,3D打印超高韧性混凝土高架桥墩测试;
  • 2018年8月24日,中国第一张3D建筑打印材料专利《一种可用于3D建筑打印的高强高韧防水砂浆材料及其制备方法》获批,专利号ZL 2016 1 0614696.6

同年夏天,博彭3D打印助力“三农大业”,全球首个百米整体现场打印农业大棚落户塞上明珠银川。该农业大棚坐落在塞上明珠宁夏银川的金凤区,作业全长100米。在宁夏自治区夏天极其干燥和炎热的情况下,博彭科技完成了具有挑战的施工,为全球首例现场一体打印的绿色农业基础设施。通过博彭的现场图片可以发现,施工过程中的3D打印特有纹路,特别的整齐漂亮;且内波纹墙体,具有天然的隔热保温功效,而且还特别节省材料。

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△博彭3D打印助力“三农大业”


除了严酷的天气因素带来的挑战以外,现场施工还克服了昼夜温差大等不利因素,白天黑夜不间断施工,全球首例,真正地把3D建筑打印从实验室,落地到了广大的应用市场,具有划时代的意义。
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△2018,安徽宣城,特色文旅小镇

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△2020年10月,唐山,世界首个现场3D打印厕所,博彭科技承建、助力厕所革命


三、博彭3D建筑打印,从外来引进到自主创新
从源头来讲,3D建筑打印诞生于美国,前期的专利技术,也都在国外。随着以博彭科技为代表的企业在此领域逐年耕耘,中国逐步在此领域占据一席之地。从3D建筑打印的上下游而言,涉及到材料、布筋、机械、运动控制等相关的专利。

部分博彭专利列表,30+专利中,一半是发明专利,真正的中国自主创新
专利名称  
授权颁证日  
类型
用于3D轮廓成型机的移动装置
2018-05-04
实用新型
折叠式自行走建筑成型机  
2017-05-31
基于自爬升平台的建筑成型机
2015-11-18
轻便移动式单位柱建筑轮廓成型机
2015-11-18
3D建筑打印作业平台
2017-06-06
建筑物轮廓成型的供料系统
2018-02-02
建筑轮廓成型机
2018-02-02
单立柱悬臂式3D轮廓成型机
2019-09-02
一种新型的3D粘土打印机
2019-10-03
建筑轮廓成型机的Z向移动结构
2015-11-18
建筑轮廓成型机的Y向移动结构
2015-11-18
建筑轮廓成型机的物料输送系统
2015-11-18
建筑3D打印装置
2015-12-07
可折叠建筑轮廓成型机  
2018-05-04
发明专利
建筑轮廓成型机
2017-05-31
建筑轮廓成型机的混凝土处理设备及处理方法
2018-09-11
3D打印建筑墙体的方法和3D打印建筑的设备
2019-02-05
3D建筑打印作业平台
20107-06-06
建筑物轮廓成型的供料系统
2018-02-02
建筑轮廓成型机  
2018-02-02
建筑轮廓成型机和建筑轮廓成型方法
2018-05-04
建筑轮廓成型机及建筑打印方法
2019-08-06
单立柱悬臂式3D轮廓成型机   
2019-09-02
一种新型的3D粘土打印机   
2019-10-03
建筑轮廓成型机的物料输出单元     
2018-05-04
建筑轮廓成型设备的供料系统         
2019-11-12

四、3D建筑打印,从产品化到产业化
目前,3D建筑打印能够做到的就是替代砖和模板,还不能够完全摒弃人工。在具体的实施过程中,还存在着传统加现代的施工方式,特别是楼层板如何打印,钢筋如何布置等关键技术难点。目前,3D建筑打印企业急需解决的首要问题就是产品化,即打印设备的产品化,以及打印作品或构件的产品化;另外一个,就是好的商业模式的建立。

难能可贵的是,类似博彭科技这样的企业,基于市场细分,推出了不同市场应用前提下的设备解决方案,比如,打印百米高楼的造楼机,打印三层洋房的移动工厂,狭小区域转场作业灵活的自行走打印设备等等。同样的,针对乡村的3D打印模块式厢房,还有景区用的景观房等等,造型独特,极具个性。

3D建筑打印的价值,不仅仅在建筑物本身,同样的,上下游产业链的延申,也非常重要。由于打印油墨可以添加固体废弃物,诸如建筑垃圾,尾矿和粉煤灰等,都可以作为骨料,添加后变废为宝,具有良好的社会价值。是黑科技,更是造福人类的“绿科技”。

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△3D打印材料价值链

篇头所涉及的世界首个现场原位3D打印3层楼,就是利用当地煤矸石作为油墨的原料,真正的变废为宝。

五、3D建筑打印,从技术驱动到市场驱动
中国庞大的市场,给3D建筑打印的发展,带来了富饶的土壤和强劲动力。改革开放30多年来,我国城镇化发展迅速,目前我国城镇化发展正面临着新的机遇,城镇化已经上升为全面建成小康社会的国家战略。除此之外,2017年10月18日,十九大报告中首次提出实施乡村振兴战略。通过乡村振兴战略补齐农业农村发展的短板,实现农业农村现代化,真正实现全面建设小康社会。特色小镇是整合乡村资源、体现乡村风貌、展示农业旅游景观、提高农民收入的重要承载方式。2016年7月1日,住房城乡建设部、国家发展改革委、财政部联合下发了《关于开展特色小镇培育工作的通知》要求到2020年,培育1000个左右各具特色、富有活力的休闲旅游特色小镇,据测算,累计投资规模将超万亿元。

2017年,Berok 在美国成立 CONTOUR CRAFTING CORPORATION, 正式以公司形式开始推广轮廓成型工艺。这一天,距离他获得首次获得专利许可,过去了刚好20年。众所周知,一项新技术,从发明到大规模应用,一般常规的周期是需要30年,留给Berok的时间已经不多。

2020年12月10日前后,中国建材研究总院牵头的《3D打印水泥基材料界面结合强度的试验方法》标准研讨会,在云南昆明举行。另外,两个关联行业标准,也在紧锣密鼓的落地中。更多的科研院所、企事业单位正参与到3D建筑打印中来,可以预见在不久的将来,中国的3D建筑打印行业将进入快速发展的通道。由技术迭代和产品推陈出新带来的发展势头,将势不可挡。

六、3D建筑打印,从地球到外太空
2020年12月17日 嫦娥五号已成功返回地球。中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁在接受新华社专访表示,未来可以在月球上开展盖房子、打砖、3D打印等工作。

3D建筑打印这个行业也是一样,仅仅拥有专业技术是不够的,哪一家企业能够集合了绿色建筑、智能建造,并拥有设计、市场开发等能力,拥有一只年富力强,能够打仗、敢打胜仗的队伍,才会笑到最后。幸运的是,中国企业在党中央的大力鼓舞和光辉领导下,正大步走向前。国有、民营企业和科研院所一道,正在谱写着3D建筑打印的光辉未来,为创造无限可能的明天而辛勤耕耘着。

博彭科技致力于“建筑工业4.0”。在建筑领域的工业化、信息化的浪潮下,立志推动建筑自动化产业发展,通过全球领先的“ 3D建筑打印机”作为切入点和保障,用工业化的方式来进行建筑的智能化、绿色化生产,改变千百年来机械化程度不高以及施工管理粗放的人工作业方式,降低人耗、物耗、能耗等,以提高建筑生产的劳动生产率,提高住宅的整体质量和人们的幸福水平。

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展望
在3D建筑打印的社会效益和发展前景而言,可以预见,在以下几个方面,将发挥巨大的作用:
  • 特色小镇中,用3D建筑打印的异形景区房,不仅给甲方节省了大量的时间和成本,同时也释放了设计师的灵感和创造力;
  • 在乡村振兴的宏伟蓝图中,地方政府带领着乡亲奔小康,从过去单一的现金货币改为新的实物房屋,更为直接和高效,大大加速了整个乡村的片区振兴,让新农村建设,也像城市开发一样,整齐划一、错落有致,让富丽乡村真正落到实处;
  • 在城市拆迁改造的过程中,原有建筑物的拆除,再也不用将建筑垃圾外运,直接破碎研磨,变成新的油墨,添加到打印的建筑材料中,变废为宝,开启了一座座新的城市“矿山宝藏”。
  • 在海外,例如一带一路全球合作的模式中,新的“中国智造”,除了奔跑着的高铁和大飞机,还有“3D打印房屋”、无人机等等,将成为一张张崭新的名片,输出到各个沿路国家。以往中国对外的扶持项目中,都以大基建为主,比如机场、桥梁、体育场和议会大楼,老百姓的对于中国制造和创造的能力,普遍感受不直接和低频。衣食住行中,住房的分量最重。3D建筑打印带来的技术革新,特别是3D打印安置房,就地取材,高效、经济、绿色,将大大加快当地政府对于选民的生活改善,成为争夺选票的有力工具。让世界再没有难民营!随着中国的电影、歌曲纷纷走出国门,再加上高铁、大飞机、3D打印房屋的加持,这将大大提高中国在一带一路中的软、硬实力。

3D建筑打印,在将来的人口红利消失、缺少二代农民工接班的前提下,在各行各业都盛行机器换人的大背景下,也将使传统老行业,出现新玩法;3D建筑打印和BIM一道,将打通建筑数字化的任督二脉,使其发展成为一个新的黄金产业和绿色赛道。






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