3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，以利用光固化和紙層疊等方式實(shí)現(xiàn)快速成型，它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，通過(guò)一層又一層的多層打印方式，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。不僅可以打印小件物品，甚至可以徹底顛覆傳統(tǒng)的建筑行業(yè)，順利完成設(shè)計(jì)師們看似復(fù)雜而偉大的構(gòu)想和設(shè)計(jì)。

     美國(guó)南加州大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程教授比洛克·霍什內(nèi)維斯研究出一種被稱為“輪廊工藝”新工藝，“輪廊工藝”的概念在設(shè)計(jì)上很簡(jiǎn)單，但是實(shí)施起來(lái)稍有復(fù)雜，它由一個(gè)巨型的三維擠出機(jī)械構(gòu)成，操作很像我們見(jiàn)到的打印機(jī)操作原理，不過(guò)有一個(gè)明顯不同的地方：它擠出是混凝土，建成的建筑能夠抵擋地震和其他自然災(zāi)害，一幢面積約2500平方英尺的建筑，在不到20小時(shí)就完成建造。這項(xiàng)工藝不僅造價(jià)便宜、快速建造，而且對(duì)環(huán)境友好，建設(shè)造價(jià)和材料大幅度降低，獲得了美國(guó)宇航局和美國(guó)軍方的支持和資助。

      2014年4月，由上海盈創(chuàng)裝飾集團(tuán)公司自主研發(fā)的3D打印機(jī)打印房屋在上海青浦亮相，樣板房先在蘇州打印好后搬運(yùn)至上海，經(jīng)過(guò)二次澆筑完成。公司還與同濟(jì)大學(xué)、中鐵八局合作，在蘇州打印完成了一座1100平方米的別墅和一棟6層高的住宅,安全性符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。盈創(chuàng)作為全球第一家實(shí)現(xiàn)一體化建筑3D打印集成技術(shù)的公司，在全球首次采用3D打印技術(shù)打印出完整的建筑。

盈創(chuàng)依靠自主研發(fā)的打印機(jī)設(shè)備，以連續(xù)線性擠出方式“打印”而成，與傳統(tǒng)建筑無(wú)異，甚至比傳統(tǒng)鋼混建筑強(qiáng)度更高。空心墻體不但大大減輕了建筑本身的重量，更便于建筑商在其空空的“腹中”填充保溫材料，讓墻體成為整體性自保溫墻體。業(yè)主可任意設(shè)計(jì)墻體結(jié)構(gòu)，預(yù)留“梁”和“柱”澆筑的空間，一次性解決墻體的承重結(jié)構(gòu)問(wèn)題，從而使之在高層建筑中大顯身手。因此無(wú)論是橋梁、簡(jiǎn)易工房、劇院，還是賓館和居民住宅，其建筑體的強(qiáng)度和牢度都符合且高于國(guó)家建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

如此看來(lái)，雖然3D打印技術(shù)要完成我們想象中安全可靠又舒適的房子，還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，其剛度、強(qiáng)度和耐久性等綜合性能也還待進(jìn)一步驗(yàn)證，但3D打印技術(shù)對(duì)建筑行業(yè)的影響和作用還是不容小覷，也帶來(lái)不少啟示。

第一、3D打印建筑的宗旨——環(huán)保

據(jù)權(quán)威部門(mén)透露，截至2011年底，中國(guó)城市固體生活垃圾存量已達(dá)70億噸，可推算建筑垃圾總量為21億～28億噸，每年新增建筑垃圾超過(guò)3億噸。如采取簡(jiǎn)單的堆放方式處理，以1萬(wàn)平方米500～600噸建筑垃圾的標(biāo)準(zhǔn)推算，到2020年，我國(guó)還將新增建筑面積約300億平方米，每年新增的建筑垃圾將占1.5億2億平方米用地，這是一個(gè)令人震驚的數(shù)字。

那么，作為3D打印建筑的最大亮點(diǎn)就是建筑垃圾再利用，包括工業(yè)垃圾、尾礦等。完全就地取材，回收建筑垃圾、工業(yè)垃圾和尾礦，通過(guò)技術(shù)處理、加工、分離，使之成為3D打印建筑“油墨”的原材料。讓建筑垃圾回到建筑中，新建建筑又環(huán)保且不產(chǎn)生垃圾，今后建筑工地不會(huì)再是一片狼藉，城市空氣質(zhì)量也會(huì)得到改善，這毫無(wú)疑問(wèn)3D打印技術(shù)就將成為首選，在建筑行業(yè)將大有作為。

第二、3D打印建筑的核心——材料“油墨”

在大多數(shù)人概念中，油墨肯定是液體的，“水”怎么造房子，能住人嗎?而盈創(chuàng)公司的3D打印建筑，其“油墨”是一種經(jīng)過(guò)特殊玻璃纖維強(qiáng)化處理的混凝土材料，也可以理解為取材于建筑垃圾，這種油墨的強(qiáng)度和使用年限大大高于鋼筋混凝土，而“油墨”擠出后會(huì)很快凝固，保證打印機(jī)能連續(xù)打印。3D打印建筑具有成本低,環(huán)保等多重優(yōu)勢(shì)，就地安裝打印機(jī)，就地取材，滿足周邊200公里以內(nèi)的建筑打印需求，應(yīng)用前景廣闊。

該項(xiàng)目采用的3D打印技術(shù)不但能打印簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)建筑和各種房型，還能打印波浪形平滑表面等各種造型的房屋外立面，讓建筑的藝術(shù)性通過(guò)3D打印技術(shù)一次性實(shí)現(xiàn)。

第三、3D打印建筑對(duì)設(shè)計(jì)師的影響：變革與創(chuàng)新

3D打印給建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師帶來(lái)了福音，他們只需要自己有一個(gè)好的構(gòu)思，通過(guò)平面CIAZ做出3D立體的電腦數(shù)字模型，就可以通過(guò)3D打印技術(shù)快速的打印出自己需要的模型。通過(guò)直觀的3D模型他們可以很快的發(fā)現(xiàn)和修改自己的設(shè)計(jì)方案不足之處，這樣可以大大節(jié)約設(shè)計(jì)們思考和驗(yàn)證的時(shí)間，這些所有的工序都只需要一個(gè)人或者很少的幾個(gè)人就能快速的完成。

3D打印技術(shù)將顛覆傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式提高更好的創(chuàng)新思路，一個(gè)新的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路模式就急需得到改革，3D打印很可能引發(fā)這場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)之路上的戰(zhàn)役，它在公司或者設(shè)計(jì)方案競(jìng)標(biāo)和投標(biāo)的重點(diǎn)項(xiàng)目就可以帶來(lái)絕對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。它的直觀表達(dá)、更容易更好的傳達(dá)出設(shè)計(jì)師所要表達(dá)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)意圖、理念。對(duì)方也更加直觀地領(lǐng)悟到設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)創(chuàng)新和價(jià)值。3D打印技術(shù)無(wú)疑將引領(lǐng)未來(lái)建筑設(shè)計(jì)的顛覆性的革命。

第四、3D打印建筑的優(yōu)勢(shì)：成本低工期短

3D打印不僅是一種全新的建筑方式，更是一種顛覆傳統(tǒng)的建筑模式。它更加堅(jiān)固耐用、保護(hù)環(huán)境、高效、節(jié)能，不僅解放人力，還能大大降低建造成本，大幅度減少勞動(dòng)成本，與傳統(tǒng)建筑行業(yè)相比，3D打印的建筑不但建材質(zhì)量可靠，還可節(jié)約建筑材料30%-60%、縮短工程施工工期50%-70%、減少人工50%-80%……據(jù)測(cè)算，打印至少能使建筑成本降低50%以上，據(jù)了解，在24小時(shí)內(nèi)打印出10幢200平方米建筑，節(jié)省大量的人力和財(cái)力，用數(shù)字化的生產(chǎn)方式減少對(duì)人的依賴,就解決了建筑行業(yè)由于依賴人帶來(lái)的規(guī)模負(fù)效應(yīng)問(wèn)題,前景遠(yuǎn)大。今后，在工地上將不在是人來(lái)人往，攀爬施工切磚抹灰；車(chē)輛進(jìn)進(jìn)出出，運(yùn)送堆積如山的各類建筑材料，只需幾名技術(shù)人員，按照設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)要求操控3D打印設(shè)備定制打印就好，一次性的完成建造構(gòu)造，將成品展示在人們面前，將讓更多人買(mǎi)得起房子，買(mǎi)得到自己想要的個(gè)性化的好房子，實(shí)現(xiàn)住房個(gè)性化的私人定制。

當(dāng)然，3D打印在建筑新材料開(kāi)拓和建筑工藝上的創(chuàng)新探索值得稱贊，要真正普及3D打印房屋還需時(shí)日，需要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、綜合強(qiáng)度、防火性、使用年限等多方面進(jìn)行綜合考量，承載力強(qiáng)度、耐久性等各項(xiàng)指標(biāo)還有待權(quán)威檢測(cè)和認(rèn)證，但隨著3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展，相信到這一天不會(huì)太遠(yuǎn)。

(責(zé)任編輯：admin)

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