建筑3D打印应用

发表时间:2019-05-11 15:35

3D打印又称“增材制造”是通过材料逐层叠加的方式制造物体的新兴技术,其简单粗暴的制造方式使得它具有成型速度快 节能环保成本低 的特点。也是3D打印的应用领域宽阔的原因,其中包括“航空 航天 船舶 医疗 汽车 建筑 文创 等等”。而今年3D打印在大众眼中最受瞩目的应用领域当属建筑行业的应用。

七月中旬有一篇名为“3天打印一套别墅”的微博,登上了微博热搜榜的第一名。作为3D打印行业的应用可以登上微博热搜这绝对不常见。


登上热搜的是来自苏州的团队建造的3D打印的徽派四合院,从外观上看就可以看到墙上类似FDM的纹路,实则也是通过类似的方法来建造的。


并且,据说该建筑采用的材料来自于建筑废料的在加工,而且还可以反复利用。也难怪这种建筑被那么多人关注,这种材料很有可能会改善目前社会上住房困难的情况,剧了解,这也是该团队的目标之一。

3D打印行业内从事废料再利用的机构绝不止一家,大多数是将废料碾碎加入其他粘合材料制成桌面3D打印的耗材。而像这样将建筑废料再一次作为建筑材料的方式并不多见,可谓是做到了废物利用的极致。

这是迪拜在2015年建成的世界首个3D打印办公室。


他们打算在2025年之前的,新建筑上都采用25%以上的3D打印部分。他们的目的是希望利用3D打印技术来削减医疗和建筑业的成本,并重组经济和劳动力市场。


此举措,旨在让迪拜成为全球3D打印领域的领导者,同时也要提升迪拜作为3D打印技术领先中心的地位。

迪拜未来基金会表示,这项3D打印战略将会减少70%的劳动力,整体成本降低90%。同时该计划还将重新定义生产力,皆因3D打印所需的时间只是传统技术的10%。该项倡议将侧重于照明产品、基座和地基、施工缝、设施和公园,还有用于人道主义事业的建筑和移动式住宅。

我们可以看到3D打印建筑的前景宽阔,有着传统建筑方式不具备的优势。但也有很多缺点 例如 “行业内缺少相关规范、建筑的表面粗糙、技术研发还不够成熟宏观规划 以及投入不足和 技术人才的短缺等。”


和3D打印本身一样3D打印建筑也有很多限制,第一个限制肯定是来自材料的,目前可以满足3D打印的建筑材料偏少。研究方向多以环保材料为主,但是缺少加工废料和粘合剂的生产方式和厂商,国内正有人从事这方面的工作,并取得了不错的发展。近日,还出台了3D打印建筑材料相关标准。

另一个缺陷,打印出来房屋的牢固性有待提高。因为没有钢筋结构,现有的技术3D打印可以独立完成的,仅有1-2层的矮建筑、临时性的建筑和应急性建筑。最近在上海、北京、杭州等地已经出现了可供居住的3D打印试用房,欧洲多地也在建设3D打印社区作为试点。相信这一问题很快就会得到解决。

3D打印在建筑上的应用还有许多,所用到的方式大同小异都是以类似熔融沉积的方式堆叠出房子的轮廓。在材料上使用的也极其相似都是 粘合剂+传统建筑材料碎末或一些天然环保材料。


其实3D打印建筑之所以被质疑,其最大的问题就是内部没有钢筋结构加固,这使得房子的牢固性被质疑,而且限制的3D打印房屋的高度最高只有两层,导致技术本身并不被社会大众看好。这个问题也有很多人给出了解决方案,最常见得方法是在打印之前事先打造出地基并在钢筋骨架基础上打印,这样的做法一定的程度解决了房屋的坚固性。但是依旧改变不了仅能打印不超过两层建筑的现状,无法整体打印高层的建筑。

但小编认为3D打印技术本身就不是作为一项独立的工艺,其目的更多是在于补充传统制造的不足,我们没必要强调要求打印出高耸入云的大型建筑。建造一些功能性建筑或传统建筑方式无法完成的建筑,才是目前适合3D打印的方向, 例如“中小型桥梁、陆军半永久性军营、灾区灾民临时住所等”、3D打印房屋的强度完全可以达到要求,还可以对破损建筑进行补修。