一,、大勢所趨,，未來已來

2013年漢諾威工業(yè)博覽會上，德國提出“工業(yè)4.0"戰(zhàn)略,，在全球范圍內引發(fā)了新一輪的工業(yè)轉型競賽,，標志著第四次工業(yè)革命拉開大幕。智能工廠,、智能生產,、智能物流成為其三大主題，而3D打印技術則是智能生產的關鍵環(huán)節(jié)之一,。

3D打印,，也稱增材制造，是基于三維模型,，采用與傳統(tǒng)減材制造技術相反的逐層疊加材料的方式,，直接制造與相應數(shù)字模型一致的三維物理實體模型的制造方法。目前,，3D打印技術涵蓋建筑,、工程建造、工業(yè)設計,、汽車,、航空、軍事、工程學,、口腔和醫(yī)藥工業(yè),、生物科技、時尚,、鞋類、珠寶,、眼鏡,、教務、地理信息系統(tǒng),、飲食等領域,。中國3D打印市場規(guī)模從2016年的53.8億元快速增長至2020年的203億元，年均復合增長率達39.37%,。預計在政策等利好因素驅動下,，2022年其市場規(guī)模將增長至321.6億元。

隨著全球城市化進程加快和智能建造技術的快速發(fā)展,，3Ｄ打印混凝土技術已經(jīng)成為全球研究和應用的熱點,。近年，3Ｄ打印混凝土技術建造的房屋已經(jīng)在美國,、歐洲等國家中走向市場化,，阿聯(lián)酋提出到2030年迪拜將有25%的房屋由3D打印技術建造。中國是全球的建筑大國,，隨著建筑工業(yè)化,、智能化的不斷發(fā)展，智能建造已經(jīng)成為未來行業(yè)發(fā)展的必然趨勢,，3D打印混凝土技術具有數(shù)字成型,，免模施工，省工省料,、建筑效率高,，造型多變等特點，在建筑領域迅速發(fā)展,，已經(jīng)成為智能建造的先鋒官,。

混凝土是由膠凝材料,、骨料,、水以及必要時加入的外加劑和摻合料等按一定比例配制并經(jīng)均勻攪拌而成，混凝土作為打印材料,，使其與金屬打印,、塑料打印等具有顯著的不同。

《混凝土3D打印技術規(guī)程》T/CECS 786-2020中，對打印材料進行了初步規(guī)定,，《建筑3D打印材料通用技術規(guī)程》和《3D打印混凝土預混料》兩部在編標準中還將進行細化規(guī)定,。

（一）配置3D打印混凝土的基本規(guī)定

1. 打印制品不同，要求不同,。用于結構3D打印的混凝土其強度等級不宜低于C30,，用于預制構件3D打印的混凝土其強度等級不應低于C40，3D打印構件中填充的普通混凝土應滿足設計要求且強度等級不宜低于C25,。

2. 粗骨料的要求,。配置3D打印混凝土的粗骨料宜選用級配合理、粒形良好,、質地堅固的碎石或卵石,，最大粒徑不應超過打印頭出口內徑的1/3，且不宜超過16mm,。

3. 細骨料的要求,。配置3D打印混凝土的細骨料宜選用級配II區(qū)的中砂。當3D打印混凝土中無粗骨料時,，細骨料的最大粒徑不應超過打印頭出口內徑的1/3,。

4. 配置3D打印混凝土可采用粉煤灰、?；郀t礦渣粉,、鋼渣粉和硅灰等礦物摻合料，且滿足國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定,。當采用其他礦物摻合料時,，應通過試驗驗證。

5. 配置3D打印混凝土的外加劑,、纖維,、拌合水、養(yǎng)護水及其他材料,，均勻滿足國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定,。

（二）3D打印混凝土的性能要求

1.3D打印混凝土拌合物在泵送前和泵送后均不應離析和泌水，凝結時間應滿足可打印時間的要求,。

2. 新拌3D打印混凝土的流動性,、可擠出性、支撐性應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定,。

3. 3D打印混凝土的力學性能應符合設計要求,，檢驗方法應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土物理力學性能試驗方法標準》GB/T50081的有關規(guī)定。

4. 硬化3D打印混凝土的力學性能,、長期性能和耐久性能除應滿足工程設計,、施工和應用環(huán)境要求,，尚應滿足國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定，如《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010,、《砌體結構設計規(guī)范》GB50003和《混凝土結構耐久性設計標準》GB/T50476的有關規(guī)定,。 

國外從事混凝土3D打印設備研制的機構主要有美國的ICON,、Mighty Buildings,、SQ4D、Diamond Meat,、Branch,，丹麥的COBOD，荷蘭的Cybe,、Vertico，法國的XtreeE,，意大利的WASP,，德國的PERI、俄羅斯的APisCor,、法國的Constructions-3D等,。

目前，國內外常見的混凝土3D打印機,，可以分為龍門式,、機械臂式、移動式,、塔吊式及組合式等,，包括攪拌系統(tǒng)、供料系統(tǒng),、打印頭,、X/Y/Z軸移動系統(tǒng)（或機械臂）、驅動系統(tǒng),、控制系統(tǒng),、框架及輔助功能系統(tǒng)等組成。國內常見的混凝土3D打印機,，主要有桌面級,、實驗室級、機器人級和工業(yè)級四種,。

智能控制系統(tǒng)-Moli操作界面