利用人机结合模式实现商业化最终向多材料混合打印发展

都说规模化是3d打印行业爆发的关键。如果我们要在航空航天、汽车等工业级应用之外，再寻找一个具有规模化潜力的行业应用，建筑业无疑是一个很有想象空间的赛道。2018年国内建筑业产值达到23万亿，即使刨去高楼及其他3d打印技术暂无法实现的部分，也是一个值得期待的潜在万亿级市场。

那么，建筑3d打印究竟是否有机会?对此，36氪于近日采访了「太空灰」联合创始人庞立南，对建筑3d打印的商业模式与相关技术进行探讨。

太空灰的核心产品为一套自动化软件系统和柔性打印设备。其计划盈利模式为打印设备销售、打印服务、耗材销售及信息化模型销售，前期将以打印设备销售为主，并配套相应的技术培训服务。目前该团队仍处于研发完成阶段，巴西hupi建筑公司、马来西亚serba dinmik group、 澳大利亚smt公司及乌兹别克斯坦商务部等均为其在谈客户。

1)软件层面：采用自主研发3d打印软件，可根据项目需求进行个性化订制，在切片软件导入后1~2秒内即可自动将建筑图纸转化成打印程序。团队目前拥有在申请中的软件专利10项，著作权13项。

2)硬件层面：采用自主研发3d建筑打印机，可根据项目需求进行自由改装，运输、拆卸方便。该设备可实现柔性作业，打印速度达到500mm每秒，从而解决其他建筑3d打印机因无法停顿造成的材料浪费与异形困难等问题，同时也为人机协同作业创造条件。

3)工艺层面：采用一次成型打印技术，无需支模，即可在现场直接打印。同时，通过自研添加剂和支撑材料，并直接采用普通水泥作为建筑原材料，最大限度降低打印成本、满足环保要求。

相比于金属3d打印或其他树脂类的快速成型，建筑3d打印在技术上采用的是较为传统的类fdm模式。其核心的技术难点在于对材料的输送以及凝固时间点的把握，以及多种材料的混合建造。

第一类是使用特殊合成材料。由于所用材料的硬度较高，无需使用钢筋即可直接打印成墙体。赢创科技采用的正是这类技术。该方案目前的主要缺点是合成材料的成本较高。

第二类是多材料混合打印。除了混凝土的3d打印以外，还需要钢筋的快速成型和粉末状的3d粘结技术等作为有益补充。但由于实现多材料混合打印的技术门槛较高，目前尚无企业完全掌握。

第三类便是人机结合。通过3d打印的方式打印混凝土墙体，而墙体间添加钢筋的动作则由人工补充完成。太空灰使用的便是这类方法。而人机结合模式的下一步发展方向，即是无人化的全自动多材料混合打印。

就技术来说，目前利用3d打印建造整栋建筑(别墅或多层)已不是难题，关键在于设备转场和作业效率、以及由此形成的综合建造成本是否有竞争力。

据庞立南透露，采用人机结合模式进行建筑3d打印的每平米建造成本为300~600元，低于采用特殊合成材料所需的1000~2000元。同时，人机结合模式只需现场操作工2名，远少于传统建筑方案的用工需求，加上所节省的总工时，在劳动力成本上比传统模式更为经济。同时，由于无需浇筑制模板等，采用人机结合模式进行建筑3d打印可比传统模式节省大量建筑材料。

另一方面，从时间成本上来说。以100平米建筑面积层高3米的多层建筑计算，目前所需的墙体建造耗时为单层2~3天左右(3d打印+人工辅助)，天花板浇筑的耗时为约3~5天(含等待凝固时间)，比传统建筑方案所需的1个月以上的建造周期缩短很多。

总体而言，太空灰所采用的3d建筑打印技术相比传统建筑方式，可节省时间成本约50%~70%，节省人力成本50%~80%，节省材料成本40~50%。

在当前的90亿3d打印市场规模中，航空航天、医疗等五大应用领域占据了约80%的市场需求。相比而言，建筑3d打印2%的市场份额远远落后，仍属于冷门领域。

其中一个制约因素是相关法规的缺乏。由于技术较新，国家尚未出台针对3d打印建筑的详细管理办法，而建筑行业又是一个对安全性等要求较高的传统行业，因此国内地产商不会有意愿去承担这个风险。

因此，当前建筑3d打印应用最多的场景还是在小体量建筑物、建筑模型和内饰上。但随着技术的进步与成本、效率的进一步改善，未来的建筑3d打印将绝不仅仅局限于小构筑物的试点。一旦法规成熟、技术完成积累且成本达到催生资本利益的零界点，就是行业开始爆发的起点。