小编语：2021年10月，一个长3.15m、宽1.75m的“コ”形巨大模板在清水建设的技术研究所成型，短短3小时内就达到了1m的高度。再制作一个相同尺寸的模板并将两者重叠后就会形成一个完整的建筑模板， 成品和3D设计数据之间的误差被控制在了±5mm内。
上期我们介绍了日本大林组在3D打印方面的应用（3D打印 | 日本大林组通过3D打印制造预制混凝土的外壳及地上建筑物），这期让我们一起来了解一下清水建设是如何通过3D打印技术来提高施工效率的吧~
3D打印建筑模板
在建筑行业，为实现省力化施工，构件的预制化是关键点。通过3D打印技术打印建筑模板作为一种全新的解决方案，将预制化的概念引入了现场施工，只需要有建筑物的3D CAD数据，就可以自由且迅速地打印出任何曲面形状，还极大地提高了设计的自由度。
3D打印机正在建造建筑模板
通过3D扫描仪测量成品的形状
在此之前，清水建设多次测试其3D打印产品的质量和耐久性等，这次在一个真正的铁路建设项目得到应用。该项目的具体内容是建造一个用于覆盖交通广场上方的大型平台，模板被用于建造人行天桥的柱脚基础和4个柱状构件。这是清水建设首次在土木工程项目中采用大规模3D打印建筑模板，并使用了他们自主开发的纤维增强砂浆“LACTM”，目前项目正在建设中。柱脚基础的建筑模板作为非结构性构件，在设计中将不具备任何承载能力。
建筑模板运至现场，进行配筋后浇筑混凝土
另外，清水建设还利用了一台配备了“混凝土DX实验室（LACTM和技术研究所的专用实验设施）”的材料挤出式3D打印设备，层压成型了一个造型特殊（从圆形底座向顶部扭转变成花瓣状）的柱子的建筑模板。因为柱子的体积很大，高度为4.2m，直径为2.2～2.7m，清水建设将一根柱子的建筑模板水平分为3部分、垂直分为2部分后，再使用3D打印机层压成型。制作完成后，模板被运送到施工现场，先组装就位，再浇筑混凝土，形成了4个形状特殊的柱子。
3D打印建筑模板中
现场组装及浇筑混凝土
高强度高韧性的新型3D打印材料
LACTM纤维增强砂浆是清水建设独立开发的3D打印材料，是在普通砂浆使用的水泥和沙子中加入了硅粉、高性能减水剂和6mm长的合成短纤维，使其在打印模板之类的薄部件时，也能够保持住形状，达到2m以上的高度。
其次，利用LACTM层压成型的构造物还具有出色的耐久性，且层叠面高度一体化，以至于单纯通过目视并不能看出来构造物是被一层层打印出来的，内部几乎没有气泡和空隙，水、空气不易进入，延缓了劣化的速度。当清水建设对暴露在外面一年多的试验品进行表面吸水试验时，发现完全没有水渗入。
3D打印的优势
使用3D建筑打印机造出来的建筑模板，无需现场组装和脱模，也减少了养护后脱模的等待时间。
清水技术研究所社会系统技术中心的首席研究员小仓大季说：“我们向客户提出了这种方案，并强调了3D打印能缩短工期的优势。”
清水建设通过这种新兴技术，只用7天就做完了标准施工方法需要18天的作业内容，能节省了60%的施工时间。
清水建设眼中未来的施工现场
随着3D建筑打印机的广泛使用，清水建设已经尝试着描绘出了未来建筑工地的模样。目前，工地上的主要作业内容是浇筑混凝土，会有泵车和其他车辆来来往往。而第二阶段则将是携带打印机到工地并现场安装打印结构。最后，第三阶段的目标是打印机自动创建和安装设计自由度高的结构。
首席研究员小仓大季表示：“首先，我们希望实现现场打印。对于预制件，可以运输的结构尺寸是有限的，但通过现场打印，我们可以直接建造更大尺寸的结构，也省去了运输成本。”
小编语：未来，小编将会为大家介绍更多有关3D打印的内容，请持续关注~