在全球制造业持续演进的背景下，增材制造，即3D打印技术，正凭借其无需模具、高度自由成型的特性，逐步引领交通基础设施向高质量、数字化和智能化方向发展。中交第一公路勘察设计研究院（简称中交一公院），作为交通建设行业的佼佼者，自2016年起便深耕于3D打印技术在交通领域的应用探索。凭借前瞻性的视野和强大的科研实力，该院不仅突破了多项技术难题，还构建了产学研用一体化的创新体系，为交通行业的技术革新和产业升级注入了新动力。

在探索过程中，中交一公院组建了跨界的创新团队，致力于打造全技术链的解决方案。随着传统浇筑施工方式的局限性日益凸显，现代交通建设对于结构创新、高效建造以及节材环保的追求变得愈发迫切。而3D打印技术，以其数字化和智能化的特点，为解决这些问题提供了新的可能。

富志鹏，作为中交一公院的副总经理、工程技术研究院院长，以及极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室的副主任和学术带头人，正是这场创新之旅的引领者。他在极端环境道路工程领域积累了深厚的经验，并率先提出将3D打印技术引入交通基础设施领域的构想。特别是针对极端环境下的工程建设难题，他积极尝试运用3D打印技术寻找解决方案，以期推动交通建设行业迈向新的发展阶段。
富志鹏在学术会议上作“极端环境交通基础设施增材智能建造技术研究”的学术报告，展现了他在该领域的深厚造诣。在他的引领下，一支融合了机电、材料、建筑、结构等多学科背景人才的创新团队应运而生。这支团队致力于混凝土3D打印技术的探索，通过广泛调研和对国内外优势企业、研发机构及高校的深入交流与合作，成功实现了“材料—装备—工艺—质量—应用”的全技术链布局。值得一提的是，由技术负责人杨敏领衔的交通基础设施数智建造创新团队在2022年荣获陕西省重点创新团队的称号，成为国内该领域专业技术布局最全面、也是交通基础设施领域3D打印唯一的省级创新团队。

在面对我国混凝土3D打印技术2016年刚起步、无成熟设备的困境时，富志鹏带领团队迎难而上。凭借坚定的信念和不懈的努力，中交一公院在2017年建立了交通运输系统首家3D打印智能建造实验室，从而开启了自主研发混凝土3D打印技术的征程。经过持续的研发和突破，中交一公院已实现关键技术的自主引领，为交通基础设施的增材制造贡献了重要力量。

机械臂3D打印系统。

如今，他们的探索之路已经结出了丰硕的成果。他们研发出低碳高强、低成本3D打印混凝土材料体系，该体系能“消纳”高达50%的工业废弃物，满足不同强度等级的需求，且工作时间范围广泛，使得混凝土能够迅速“站立”。此外，他们针对机械臂3D打印装备进行了五代革新，自主研发了多种混凝土打印挤出端，满足不同截面形状的打印需求。同时，他们还开发了大尺度、模块化、可扩展的桁架装备，实现六轴联动和精准控制，引领行业前沿。

更为值得一提的是，他们国内首创了面向质量控制的软硬件一体化控制系统。该系统具备全流程和全设备的控制、监测、预警功能，以及全参数控制、交互和全数据采集、存储与决策支持能力。它实现了6自由度空间复杂结构打印及质量控制的系统闭环，以及3D打印核心技术工厂化多设备系统的精准协同。

在打印切片及路径规划方面，他们也取得了重要突破。核心算法包括矩形工具端实时同步路径跟随及空间路径规划技术，使得空间复杂结构曲面和悬挑结构的高效打印成为可能。

经过8年的持续探索和突破，该团队已承担和参与了包括国家级重点研发计划在内的多项科研项目。他们在材料、装备、工艺、质量、应用等方面形成了以专利、学术论文、软件著作权为代表的知识产权群组。其核心技术经鉴定已达到国际领先水平，并荣获陕西省优秀工程勘察设计软件一等奖。此外，他们还成功建设了交通行业首家“工程结构3D打印技术中试基地”，并形成了省、市、央企三级创新平台体系。

这些创新技术的突破为工程领域带来了新的应用示范。中交一公院的混凝土3D打印技术在短短几年内已成功应用于多个实际工程项目中，不仅提高了施工质效，还降低了工程成本和对环境的影响。从园林景观工程到市政人行桥，从中原景观提升定制工程到高原藏区极端环境下文化融合的隧道工程，他们的技术都取得了令人瞩目的成果。

截至2024年，中交一公院已成功设计并建造了国内近半数的3D打印混凝土桥梁，以及世界上规模宏大的定制化阵列式景观围墙。更值得一提的是，他们还承建了世界首例极端环境下的3D打印混凝土工程——位于世界屋脊的京藏高速公路羊八井隧道群。这一系列成就不仅充分展现了中交一公院在混凝土3D打印技术领域的卓越实力，更解决了极端环境下基础设施建设的重大难题。这些创新实践为交通基础设施建设领域带来了新的曙光，也为未来类似工程提供了宝贵的经验和技术支持。

04 协同创新 引领产业化发展新篇章

在推动混凝土3D打印技术的突破与普及应用方面，中交一公院始终走在前列。他们积极促进多方协作，紧抓平台建设机遇，以开放的心态汇聚行业内外的优势资源和技术力量。2021年，中交一公院更是牵头成立了交通基础设施3D打印技术产业联盟，与多家国内外知名企业、高校建立了紧密的合作关系。该联盟致力于共同开展技术研发、标准制定、人才培养等合作，以推动技术的持续进步和产业的健康发展。此外，2022年他们还获批了陕西省工程结构3D打印产业技术集成与中试共享服务平台，为业内同行提供了共享资源和创新服务，进一步加速了混凝土3D打印技术的产业化进程。

西北地区首座混凝土3D打印景观拱桥的成功建造，标志着中交一公院在混凝土3D打印技术领域的又一重大突破。展望未来，随着工程建设行业智能化、绿色化转型的加速推进，该院将继续致力于混凝土3D打印技术的深入研究与应用探索。面向极端环境下的工程挑战，中交一公院将不断寻求更加高效、稳定、环保的打印材料和工艺，以推动交通基础设施建设行业新质生产力的快速产业化。在这条充满希望与憧憬的发展道路上，中交一公院愿与各方合作伙伴携手共进，共同描绘中国基建的崭新篇章。