NTU 3D打印整体浴室，一天完工效率高质量好

（文章来源：中关村在线）

新加坡南洋理工大学（NTU Singapore）的研究人员开发出了在不到一天的时间内对整体浴室进行3D打印的技术。打印完成后，浴室配备马桶成为预制单元，随时可用于建筑项目。其内部包括水槽，镜子，淋浴，马桶，陶瓷瓷砖墙壁和地板，配有隐藏式排水管和管道。

这可能有助于公司建造预制浴室单元的速度比目前快30％，且用料减少30%。在过去的四年中，研究团队专注于开发一种特殊的混凝土混合物，其流动性足以流过管路和印刷喷嘴，但可以足够快地硬化，以便下一层能够继续快速3D打印。除了确保始终如一的打印质量外，最终产品还必须与传统混凝土一样坚固。        

这项创新是由NTU新加坡3D打印中心Tan Ming Jen副教授领导的联合研究团队与Sembcorp Design and Construction公司以及Sembcorp Architects＆Engineers合作开发的。新加坡3D打印中心由新加坡国家研究基金会（NRF）成立，负责3D打印技术的研究和开发，并加速该技术的应用推广。

这是新加坡借助数字制造和机器人制造方法来降低熟练劳动力和人力需求，从而提高新加坡建筑业的生产力。毕竟在新加坡，高昂的人力成本甚至成为建筑业快速发展的阻碍。自2014年起，新加坡所有非登陆住宅政府土地销售（GLS）场地都要求在其施工过程中使用预制浴室单元PBU。PBU通常由混凝土浇铸而成，并在现场完全预装配所有必要的饰面和配件，随时可以吊装并安装在建筑项目中。

通过将大部分制造工地转移到工厂的受控环境，与2014年之前的现场施工相比，PBU节省了大约60％的时间和人力。还可以更好地控制材料和预制工艺，使产品质量更高，浪费更少。Tan副教授表示，3D打印浴室装置可以帮助制造商缩短生产时间，同时降低运输成本，碳排放和材料浪费。传统的PBU需要大约两周才能准备好，利用3D打印技术有望将时间缩短到五天，大大提升楼宇建设速度。

由机械，土木和材料工程，建筑和机器人等学科组成的跨学科团队必须首先开发可以3D打印的特殊混凝土混合物。新的混合物包括绿色建筑材料，如混合土，由粉煤灰废料制成。另外该团队还必须开发新的3D打印和控制系统，使喷嘴的流速与混凝土的硬化性能相匹配。

然后使用6轴KUKA机械臂在单个构造中进行印刷，该臂具有约6米的直径。将特殊设计的混凝土混合物送入混合器并从安装在机器人臂上的喷嘴中挤出，根据CAD数字图纸逐层沉积材料。

为了节省材料并实现高达30％的重量减轻，PBU的墙壁以W格子形状印刷，这为最终结构提供了额外的强度。研究小组3D打印试制了两个PBU。一个尺寸为1.62mx1.5m×2.8m的浴室仅用了9小时，而第二个PBU尺寸为2m×2.6m×2.8m的浴室花了大约12小时制成。

在整个过程中，NTU的研究人员与Sembcorp的工程师密切合作，他们提供了工业投入并评论了研究成果，并为3D打印提供了资源和材料。他们还在两个3D打印的PBU上安装了建筑装饰和管道装置。较大的3D打印PBU已经过严格的行业测试，结果显示它符合新加坡标准SS492：2001中规定的所需强度和稳健性。目前正在进行耐火测试，作为建筑创新专家组（BIP）PBU验收框架要求的一部分。

展望未来，该团队期待获得新加坡建设局（BCA）的试验所需的批准，并通过许可将该技术商业化。
      （责任编辑：fqj）