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- 机器人3D打印建造窑洞形式混凝土农宅,只需2人操作按钮即可完成整栋房屋的打印建造!
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2021-09-29
日前,河北下花园武家庄一农户
通过3D打印建成了住宅
机器人3D打印混凝土建造技术
是清华大学建筑学院科研成果之一
已通过评估进入产业化推广阶段
该项技术已在多个实际项目中实验性应用
上述农宅就是之一
混凝土打印的农宅
由徐卫国教授跨学科团队自主研发
基于数字建筑设计方法
及机器人自控系统
将3D打印技术与特种混凝土材料技术相结合
是一种创新型房屋智能建造技术
这一技术的优势在于
省人力、高效率、造价低、高质量
并且在可实现传统的房屋造型设计建造的同时
还可实现各种不规则曲面形体的建造
武家庄农宅106平方米
其形态采用了当地传统的窑洞形式
它是一个3大2小5开间住宅
3大间分别为起居室及卧室
其上屋顶为筒拱结构
2小间分别为厨房及厕所
该农宅的打印施工
使用了3套机器臂3D打印混凝土移动平台
分别放置在3大开间中央
直接进行了基础及墙体的原位打印
▲移动打印平台施工现场
同时在建筑室外的机器臂轨道两侧
现场预制打印了所有筒拱屋顶
并用吊机将筒拱屋顶
装配到打印的墙体上面
▲拱顶预制打印现场
建筑的外墙采用了编织纹理作为装饰
它与结构墙体一体化打印而成
墙体中央灌注保温材料
形成装饰、结构、保温一体化的外墙体系
▲打印编织纹理墙面
农宅的设计采用
全数字化工作流的方式进行
建筑方案以参数化数字设计的方法生成
并在设计初期就考虑结构的合理性
及打印施工的可行性
▲结构计算 ©清华大学建筑学院徐卫国教授团队
建筑结构安全是3D打印
这一新的建造方法的重要内容
结构工程师在这一项目中
采用了Midas软件对三维形体模型
直接进行整体计算和分析
▲打印过程
▲3D打印混凝土墙体的结构破坏试验
此外,为确保结构的可靠性
分别对重要构件如墙、拱顶、平屋顶
分别进行了构件破坏试验
以确保建筑项目的安全性
该打印平台只需2人
在移动平台上操作按钮
即可完成整栋房屋的打印建造
持续改善农村人居环境
提升农房现代化水平,提高农房品质
需要明确具体的建造方法和途径
机器人3D打印混凝土建造技术的推广
使用将成为具体的措施和有效的方法
其他混凝土打印的应用
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










我国3D混凝土打印建造技术
世界上最大的混凝土3D打印的人行天桥

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
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