都說規模化是3D列印行業爆發的關鍵。如果我們要在航空航天、汽車等工業級應用之外,再尋找一個具有規模化潛力的行業應用,建築業無疑是一個很有想像空間的賽道。2018年國內建築業產值達到23萬億,即使刨去高樓及其他3D列印技術暫無法實現的部分,也是一個值得期待的潛在萬億級市場。
那麼,建築3D列印究竟是否有機會?對此,36氪於近日採訪了「太空灰」聯合創始人龐立南,對建築3D列印的商業模式與相關技術進行探討。
商業模式
太空灰的核心產品為一套自動化軟體系統和柔性列印設備。其計劃盈利模式為列印設備銷售、列印服務、耗材銷售及信息化模型銷售,前期將以列印設備銷售為主,並配套相應的技術培訓服務。目前該團隊仍處於研發完成階段,巴西HUPI建築公司、馬來西亞SERBA DINMIK GROUP、 澳大利亞SMT公司及烏茲別克斯坦商務部等均為其在談客戶。
對比其他競品,太空灰的核心競爭力體現在以下幾點:
1)軟體層面:採用自主研發3D列印軟體,可根據項目需求進行個性化訂製,在切片軟體導入後1~2秒內即可自動將建築圖紙轉化成列印程序。團隊目前擁有在申請中的軟體專利10項,著作權13項。
2)硬體層面:採用自主研發3D建築印表機,可根據項目需求進行自由改裝,運輸、拆卸方便。該設備可實現柔性作業,列印速度達到500mm每秒,從而解決其他建築3D印表機因無法停頓造成的材料浪費與異形困難等問題,同時也為人機協同作業創造條件。
3)工藝層面:採用一次成型列印技術,無需支模,即可在現場直接列印。同時,通過自研添加劑和支撐材料,並直接使用普通水泥作為建築原材料,最大限度降低列印成本、滿足環保要求。
技術關鍵在哪裡
相比於金屬3D列印或其他樹脂類的快速成型,建築3D列印在技術上採用的是較為傳統的類FDM模式。其核心的技術難點在於對材料的輸送以及凝固時間點的把握,以及多種材料的混合建造。
以目前建築3D列印的技術流派來說,主要分成三類:
第一類是使用特殊合成材料。由於所用材料的硬度較高,無需使用鋼筋即可直接列印成牆體。贏創科技採用的正是這類技術。該方案目前的主要缺點是合成材料的成本較高。
第二類是多材料混合列印。除了混凝土的3D列印以外,還需要鋼筋的快速成型和粉末狀的3D粘結技術等作為有益補充。但由於實現多材料混合列印的技術門檻較高,目前尚無企業完全掌握。
第三類便是人機結合。通過3D列印的方式列印混凝土牆體,而牆體間添加鋼筋的動作則由人工補充完成。太空灰使用的便是這類方法。而人機結合模式的下一步發展方向,即是無人化的全自動多材料混合列印。
就技術來說,目前利用3D列印建造整棟建築(別墅或多層)已不是難題,關鍵在於設備轉場和作業效率、以及由此形成的綜合建造成本是否有競爭力。
成本對比
據龐立南透露,採用人機結合模式進行建築3D列印的每平米建造成本為300~600元,低於採用特殊合成材料所需的1000~2000元。同時,人機結合模式只需現場操作工2名,遠少於傳統建築方案的用工需求,加上所節省的總工時,在勞動力成本上比傳統模式更為經濟。同時,由於無需澆築制模板等,採用人機結合模式進行建築3D列印可比傳統模式節省大量建築材料。
另一方面,從時間成本上來說。以100平米建築面積層高3米的多層建築計算,目前所需的牆體建造耗時為單層2~3天左右(3D列印+人工輔助),天花板澆築的耗時為約3~5天(含等待凝固時間),比傳統建築方案所需的1個月以上的建造周期縮短很多。
總體而言,太空灰所採用的3D建築列印技術相比傳統建築方式,可節省時間成本約50%~70%,節省人力成本50%~80%,節省材料成本40~50%。
行業前景
在當前的90億美元3D列印市場規模中,航空航天、醫療等五大應用領域佔據了約80%的市場需求。相比而言,建築3D列印2%的市場份額遠遠落後,仍屬於冷門領域。
其中一個制約因素是相關法規的缺乏。由於技術較新,國家尚未出臺針對3D列印建築的詳細管理辦法,而建築行業又是一個對安全性等要求較高的傳統行業,因此國內地產商不會有意願去承擔這個風險。
因此,當前建築3D列印應用最多的場景還是在小體量建築物、建築模型和內飾上。但隨著技術的進步與成本、效率的進一步改善,未來的建築3D列印將絕不僅僅局限於小構築物的試點。一旦法規成熟、技術完成積累且成本達到催生資本利益的零界點,就是行業開始爆發的起點。
36氪獲悉,「太空灰」曾於2014年獲得建東科技數百萬天使投資,後剝離並繼續獨立研發,隨後由創始團隊再次追加投資兩千萬用於設備製造與技術改進。當前核心團隊4人,創始人何建偉曾任同創電腦與北大方正科技技術總監。團隊計劃於近期融資1000萬,資金用途主要為添置建築樣板、外圍設備、支撐材料及市場拓展。