3D打印在建筑業(yè)的應用

3D打印又稱“增材制造”是通過材料逐層疊加的方式制造物體的新興技術,其簡單粗暴的制造方式使得它具有成型速度快 節(jié)能環(huán)保成本低 的特點。也是3D打印的應用領域?qū)掗煹脑颍渲邪ā昂娇?航天 船舶 醫(yī)療 汽車 建筑 文創(chuàng) 等等”。而今年3D打印在大眾眼中最受矚目的應用領域當屬建筑行業(yè)的應用。

 

七月中旬有一篇名為“3天打印一套別墅”的微博,登上了微博熱搜榜的第一名。作為3D打印行業(yè)的應用可以登上微博熱搜這絕對不常見。

 

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登上熱搜的是來自蘇州的團隊建造的3D打印的徽派四合院,從外觀上看就可以看到墻上類似FDM的紋路,實則也是通過類似的方法來建造的。

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并且,據(jù)說該建筑采用的材料來自于建筑廢料的在加工,而且還可以反復利用。也難怪這種建筑被那么多人關注,這種材料很有可能會改善目前社會上住房困難的情況,劇了解,這也是該團隊的目標之一。

 

3D打印行業(yè)內(nèi)從事廢料再利用的機構絕不止一家,大多數(shù)是將廢料碾碎加入其他粘合材料制成桌面3D打印的耗材。而像這樣將建筑廢料再一次作為建筑材料的方式并不多見,可謂是做到了廢物利用的極致。

 

這是迪拜在2015年建成的世界首個3D打印辦公室。

 

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他們打算在2025年之前的,新建筑上都采用25%以上的3D打印部分。他們的目的是希望利用3D打印技術來削減醫(yī)療和建筑業(yè)的成本,并重組經(jīng)濟和勞動力市場。

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此舉措,旨在讓迪拜成為全球3D打印領域的領導者,同時也要提升迪拜作為3D打印技術領先中心的地位。

 

迪拜未來基金會表示,這項3D打印戰(zhàn)略將會減少70%的勞動力,整體成本降低90%。同時該計劃還將重新定義生產(chǎn)力,皆因3D打印所需的時間只是傳統(tǒng)技術的10%。該項倡議將側重于照明產(chǎn)品、基座和地基、施工縫、設施和公園,還有用于人道主義事業(yè)的建筑和移動式住宅。

 

我們可以看到3D打印建筑的前景寬闊,有著傳統(tǒng)建筑方式不具備的優(yōu)勢。但也有很多缺點 例如 “行業(yè)內(nèi)缺少相關規(guī)范、建筑的表面粗糙、技術研發(fā)還不夠成熟宏觀規(guī)劃 以及投入不足和 技術人才的短缺等。”

 

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和3D打印本身一樣3D打印建筑也有很多限制,第一個限制肯定是來自材料的,目前可以滿足3D打印的建筑材料偏少。研究方向多以環(huán)保材料為主,但是缺少加工廢料和粘合劑的生產(chǎn)方式和廠商,國內(nèi)正有人從事這方面的工作,并取得了不錯的發(fā)展。近日,還出臺了3D打印建筑材料相關標準。

 

另一個缺陷,打印出來房屋的牢固性有待提高。因為沒有鋼筋結構,現(xiàn)有的技術3D打印可以獨立完成的,僅有1-2層的矮建筑、臨時性的建筑和應急性建筑。最近在上海、北京、杭州等地已經(jīng)出現(xiàn)了可供居住的3D打印試用房,歐洲多地也在建設3D打印社區(qū)作為試點。相信這一問題很快就會得到解決。

 

3D打印在建筑上的應用還有許多,所用到的方式大同小異都是以類似熔融沉積的方式堆疊出房子的輪廓。在材料上使用的也極其相似都是 粘合劑+傳統(tǒng)建筑材料碎末或一些天然環(huán)保材料。

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其實3D打印建筑之所以被質(zhì)疑,其最大的問題就是內(nèi)部沒有鋼筋結構加固,這使得房子的牢固性被質(zhì)疑,而且限制的3D打印房屋的高度最高只有兩層,導致技術本身并不被社會大眾看好。這個問題也有很多人給出了解決方案,最常見得方法是在打印之前事先打造出地基并在鋼筋骨架基礎上打印,這樣的做法一定的程度解決了房屋的堅固性。但是依舊改變不了僅能打印不超過兩層建筑的現(xiàn)狀,無法整體打印高層的建筑。

 

但小編認為3D打印技術本身就不是作為一項獨立的工藝,其目的更多是在于補充傳統(tǒng)制造的不足,我們沒必要強調(diào)要求打印出高聳入云的大型建筑。建造一些功能性建筑或傳統(tǒng)建筑方式無法完成的建筑,才是目前適合3D打印的方向, 例如“中小型橋梁、陸軍半永久性軍營、災區(qū)災民臨時住所等”、3D打印房屋的強度完全可以達到要求,還可以對破損建筑進行補修。

 

3D打印并不能從根本上改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)生活方式,它可以在生活中給人們提供不一樣的思考方式并快速將其變?yōu)楝F(xiàn)實。在生產(chǎn)上它可以提供更環(huán)保更便利的生產(chǎn)方式,從而向我們提供更多的選擇。

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