上海建工左自波：3D打印为建筑业转型发展提供了新契机

时间：2023-10-30 10:11 来源：“上海建工”微信公众号作者：admin 阅读：次

导读：近日，第十七届土木、结构和环境工程计算国际会议（Civil-Comp 2023）在匈牙利召开。上海建工集团工程研究总院数字化建造研究室主任左自波，受邀在会上作题为《大尺度3D打印建筑（Large-scale 3D printing of buildings）》的演讲，从战略意义、打印工艺、打印材料、打印装备等方面分享了建筑3D打印关键技术，并以国内首个现场3D打印可居住可交付两层建筑为案例介绍了3D打印自动化建造工程应用技术。
左自波，1986年8月生，上海交通大学船建学院岩土工程硕士、根特大学工程与建筑学院土木工程在读博士研究生，2013年4月参加工作。现任上海建工集团工程研究总院数字化建造研究室主任，上海市科技专家库专家，上海市增材制造协会专家委员会专家委员，上海市建筑学会数字建筑分会委员，同济大学校外导师，上海理工大学硕士生导师，国际电气电子工程师学会IEEE会员，JOM等多个SCI期刊审稿人。主持或参与了上海建工3D打印科技试验楼等30余项工程的建设或策划。主持或参与完成国家级及上海市科研项目10余项。曾入选上海市科技启明星计划、飞翔计划。

     CIVIL-COMP国际会议致力于推动土木建筑行业与计算机信息技术的深度融合，1983年首次召开，40年来已在伦敦、布拉格、爱丁堡、里斯本、马德拉群岛、维也纳、那不勒斯、蒙彼利埃、加尔达湖滨、丰沙尔、雅典、罗马、布达佩斯、鲁汶、卡利亚里、哈尼亚、杜布罗夫尼克、阿雅克肖、巴伦西亚、拉斯帕尔马斯等城市成功举办。
      本次国际会议由欧洲最古老的大学之一匈牙利佩奇大学（创建于1367年）承办，会议设置15个分会场，来自29个国家的近110个学者分享了报告。出席本次会议并发表演讲的中国专家学者还有欧洲科学与艺术院院士、同济大学袁勇教授，中国工程院院士、重庆大学杨永斌教授等。
以下是左自波演讲的主要内容：
大尺度3D打印建筑
      根据国家工信部定义，3D打印（或增材制造）是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的颠覆性技术，将对传统的工艺流程、生产线、工厂模式和产业链产生重大的影响。3D打印在建筑业的应用将引发行业发展理念和模式发生重大而深刻的变革。上海建工集团总工程师陈晓明说“在智能建造探索之路上，大尺寸3D打印建造是上海建工优先发展的技术方向”。
1、当前建筑业的形势和发展趋势
建筑业依然是国民经济的支柱产业，在国家建设中发挥了极其重要作用。但是，随着我国人口、经济结构和城镇化的发展，建筑业的发展速度不得不由高速发展回归于理性、趋于平稳良性发展，建筑业发展模式不得不由传统粗放模式转向高质量转型发展。

为加快推动建筑业转型升级、促进建筑业高质量发展，2020年7月，国家住建部等13个部门联合印发了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，2022年10月，住建部选定24个城市开展智能建造试点，把智能建造的需求推向了新的高度。

2、发展3D打印的战略意义
3D打印作为智能建造的重要方向之一，是促进建筑业转型升级、实现高质量发展的一种重要手段，是追求舒适工作环境的必然选择。3D打印的出现，为建筑业的转型发展提供了新的契机。

发展3D打印是拥抱新一代信息化技术、顺应国际潮流提升我国建筑业国际竞争力的必然之举。近年来国内外发布了《德国工业4.0计划》《中国制造2025》《先进制造业美国领导力战略》等纲领性文件都把3D打印技术作为本国优先发展的国家战略，美国、中国将一些3D打印列为限制性出口技术。

在经济新常态下建筑业亟需快速调整战略规划、寻找新的核心技术作为行业发展的新增长点，3D打印等新兴技术有望引领建筑业全面转型升级的前沿赛道，市场巨大。3D打印还能够改变工程建造的产业链，与其他产业融通发展空间广阔。

3、我们为什么选择3D打印
建筑3D打印是从1:1模型到装备、可以无人干预的自动加工建筑产品的颠覆性技术。

3D打印原理

当前阶段无论是3D打印还是机器人，建筑行业人力成本远远低于机器的综合成本，当未来人力成本高于机器的综合成本，行业将没有选择、不得不使用这些自动化技术。

人力成本高于机器的综合成本时不得不选择3D打印等

2014年，3D打印一些核心专利到期，自此之后引起各行各业更加广泛关注，得到了快速发展；作为自动化、信息化程度相对不高的建筑行业，更需要拥抱这一类技术。

3D打印受到各行各业高度关注

4、建筑3D打印关键技术

3D打印工艺
目前常用的建筑3D打印工艺包括材料挤出、粘合剂喷射、直接能量沉积和熔融沉积（FDM）。材料挤出是指通过3D打印设备的喷嘴选择性地挤出材料；粘合剂喷射是指通过3D打印设备选择性地喷射液体粘合剂和粘结粉末材料；直接能量沉积是指通过3D打印设备聚集热能熔化材料后逐层沉积；熔融沉积是指通过3D打印设备喷头加热熔化材料后挤压堆积凝固成型。

建筑3D打印常用工艺

材料挤出在建筑3D打印工艺应用中占比最高，其次是熔融沉积，最后是粘合剂喷射和直接能量沉积。

(责任编辑：admin)

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