2025年12月24日，當(dāng)行業(yè)的目光聚焦于河北雄安新區(qū)舉行的“2025增材制造產(chǎn)業(yè)年會”時(shí)，一場關(guān)于增材制造如何從實(shí)驗(yàn)室走向廣闊天地的討論正在熱烈進(jìn)行。南極熊作為行業(yè)見證者，在會場內(nèi)外深刻感受到，3D打印技術(shù)正以前所未有的速度與建筑、制造等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合。

△在建的雄安之翼

在雄安新區(qū)容東片區(qū)的中央主軸上，一座形似白鷺振翅的建筑已初具雛形，它被稱為“雄安之翼”。與以往任何建筑不同，它最具標(biāo)志性的紅色巨大雙翼，并非由傳統(tǒng)的磚石或混凝土澆筑而成，而是由近萬塊形態(tài)各異的改性塑料單元塊，通過3D打印技術(shù)逐一“生長”并拼裝而成的。這不僅是雄安新區(qū)首個(gè)采用3D打印技術(shù)的建筑，更以其超過4600平方米的3D打印幕墻面積，成為目前國內(nèi)最大規(guī)模的建筑3D打印應(yīng)用工程之一，為“未來之城”勾勒出智能建造的清晰輪廓。

△“雄安之翼”效果圖

一場從概念到現(xiàn)實(shí)的數(shù)字革命

“雄安之翼”的設(shè)計(jì)靈感源于古典詩詞中白鷺高飛的意象，象征著新區(qū)的騰飛。然而，要將長達(dá)24米的雙曲面懸挑“羽翼”從效果圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，傳統(tǒng)建造方式在成本、精度和效率上均面臨巨大挑戰(zhàn)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選擇了一條融合數(shù)字設(shè)計(jì)與智能建造的創(chuàng)新路徑。

△“雄安之翼”展示圖

首先，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目采用了世界領(lǐng)先的BESO（雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化）拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)。該技術(shù)如同為建筑進(jìn)行精準(zhǔn)的“結(jié)構(gòu)瘦身”，通過算法模擬計(jì)算出建筑每個(gè)部位的最優(yōu)受力路徑，清晰區(qū)分“受力區(qū)”與“冗余區(qū)”，成功移除了不必要的材料。應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，僅鋼結(jié)構(gòu)部分就較傳統(tǒng)方法節(jié)省了約500噸鋼材，從源頭上實(shí)現(xiàn)了材料和碳排放的精準(zhǔn)控制。

在表皮設(shè)計(jì)上，復(fù)雜的雙曲面造型決定了其近萬個(gè)裝飾板單元無一相同。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)摒棄了高成本、定制化的傳統(tǒng)模具方式，轉(zhuǎn)而依托建筑信息模型（BIM）進(jìn)行全流程數(shù)字化管理，將巨大的異形曲面拆解為可被3D打印設(shè)備識別和制造的標(biāo)準(zhǔn)單元塊，為后續(xù)的“打印-裝配”奠定了基礎(chǔ)。

△已安裝的3D打印外飾面

△工地現(xiàn)場展示的外飾面安裝效果

揭秘改性塑料的“零廢棄”打印閉環(huán)

“雄安之翼”外立面打印的核心材料是一種經(jīng)過特殊改性的塑料顆粒。在項(xiàng)目現(xiàn)場的“智匯實(shí)驗(yàn)室”或移動(dòng)式“膠囊工廠”里，巨大的機(jī)械臂按照數(shù)字指令，將這種顆粒原料加熱并通過噴嘴精準(zhǔn)擠出，以層層堆疊的方式“編織”出每一個(gè)單元塊。

△現(xiàn)場正在3D打印制作的外飾面

與傳統(tǒng)建筑外墻生產(chǎn)方式相比，3D打印的“增材制造”屬性實(shí)現(xiàn)了 “按需制造” ，可減少20%-30%的原材料消耗，并將返工浪費(fèi)量降低80%以上。更具突破性的是，項(xiàng)目建立了材料全生命周期循環(huán)體系：打印過程中產(chǎn)生的廢料以及未來建筑維護(hù)更換下來的舊板，都可以通過專用造粒機(jī)重新打碎為顆粒，回送至打印設(shè)備中再次利用，理論上趨近于 “零廢棄”生產(chǎn)。

△打印完成的外飾面結(jié)構(gòu)

為確保這座地標(biāo)建筑的持久生命力，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對改性塑料材料進(jìn)行了嚴(yán)苛測試。據(jù)悉，該材料通過了全紫外線加速老化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，預(yù)計(jì)在室外使用20年后，其性能仍能保持在80%以上，充分滿足了大型公共建筑的耐久性要求。

△準(zhǔn)備吊裝安裝的3D打印外飾面

2小時(shí)部署投產(chǎn)，現(xiàn)場3D打印生產(chǎn)

3D打印技術(shù)不僅能輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的雙曲面造型，同時(shí)能大幅降低傳統(tǒng)施工中的建材浪費(fèi)與建筑垃圾。項(xiàng)目將采用現(xiàn)場預(yù)制生產(chǎn)的模式，基于移動(dòng)建筑機(jī)器人平臺的高柔性特點(diǎn)，在施工現(xiàn)場快速部署砌一個(gè)小型的預(yù)制生產(chǎn)工廠，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高定制化預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場批量生產(chǎn)，不僅大幅提升預(yù)制生產(chǎn)的響應(yīng)速度同時(shí)降低運(yùn)輸成本。

打印設(shè)備參數(shù):

工作尺寸(mm):3300(H)*4200(L)*2450(M)

打印尺寸(mm):2000(H)*2400(L)*800(W)

噴嘴直徑(mm):3mm/5mm/8mm

擠出速度厚度精度(mm):2mm

功能特色:

自鎖式打印底盤自動(dòng)干燥、自動(dòng)送料、自動(dòng)增減材一體加工，最大1800mm(H)*5600mm(L)*800mm(W)成型范圍和10kg/h擠出速度，大尺度的同時(shí)保障高效成型。

模塊化柔性3D打印生產(chǎn)單元：

輕量化設(shè)計(jì)的6大模塊靈活組合，滿足生產(chǎn)、施工、科研、展示等各類應(yīng)用場景應(yīng)用需求。采用折疊式設(shè)計(jì)，快速運(yùn)輸，快速部署，最快可實(shí)現(xiàn)2小時(shí)部署投產(chǎn)。

3D打印設(shè)備可以通過以太網(wǎng)通訊實(shí)時(shí)對設(shè)備運(yùn)行期間的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，包括溫度，壓力，料位計(jì)十余個(gè)傳感器，多個(gè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，打印程序運(yùn)行進(jìn)度，機(jī)械臂tcp運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)將數(shù)據(jù)反饋給上位機(jī)，進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整。

整個(gè)智能建造流程體現(xiàn)了“柔性建造”的理念。所有單元塊的打印精度均控制在毫米級，拼接縫精度可達(dá)正負(fù)兩毫米。

開啟一個(gè)“按需營造”的新時(shí)代

“雄安之翼”的實(shí)踐，遠(yuǎn)不止打造一個(gè)文化地標(biāo)那么簡單。作為“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃示范項(xiàng)目，它成功地將3D打印、拓?fù)鋬?yōu)化、機(jī)器人安裝、循環(huán)材料等多項(xiàng)前沿技術(shù)集成于一個(gè)真實(shí)的超大型工程中，驗(yàn)證了一條從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到施工全鏈條的低碳智能建造路徑。

它向我們展示了一個(gè)未來：建筑將不再依賴千篇一律的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和產(chǎn)生大量廢棄物的粗放施工。取而代之的，是基于數(shù)字模型的個(gè)性化“打印”，是機(jī)器協(xié)同的精準(zhǔn)“裝配”，是材料永續(xù)循環(huán)的“零廢”理念。這棟展翅的建筑，不僅承載著雄安新區(qū)的文化愿景，更以其堅(jiān)實(shí)地殼，為中國乃至全球建筑業(yè)的綠色化、智能化轉(zhuǎn)型，提供了一個(gè)可復(fù)制、可推廣的“雄安樣本”。當(dāng)建筑可以被“打印”，城市的生長方式也正在被重新定義。

△南極熊旗下的3D打印深度訪談視頻號，還差900多個(gè)粉絲才能認(rèn)證