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3D打印在建筑领域有哪些优势劣势,3D打印房子离我们有多远?

来源:e键打印   发布时间:2017-11-20 17:41:39   浏览次数:

e键打印经常会接到客户的咨询,询问能不能3D打印建筑,打印房子或别墅。回答当然是能,3D打印房子早已不是稀罕事,而且已经有交付使用的了。比如上海张江高新青浦园区内的3D打印办公用房。


3D打印房子既然有了,也实际应用了,那么它离我们有多远呢?引用万科董事长王石接受采访的回答,3D打印建筑这项新技术的实验室研究成果可能在3年后才能进行实践,而要推广到一线,则可能需要十年以上的时间。王石是2014年接受的采访,而如今2017年,对于3D打印建筑实验室的研究成果还没有显著的进步。3D打印房子在短时间内将无法实现大范围的民用。


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正如美国南加州大学工业与系统工程系的比洛克·霍什内维斯教授说的,建筑3D打印技术还存在一些技术障碍,但到2050年3D打印房子将不再是一个稀罕事。3D打印房子离我们有多远?只有时间才能给我们答案了。


虽然3D打印房子离我们有点远,但是3D打印可能意味着建筑业的革命。它有哪些优势和劣势呢?


3D打印建筑优势主要是在环保方面,同时成本也更低。据“3D打印狂人”马义介绍,3D打印房子最大亮点就是把建筑垃圾再利用,同时让新建建筑不会产出新的建筑垃圾。“今后建筑工地不会再是一片狼藉,城市空气质量也会得到改善。”与传统建筑行业相比,3D打印的建筑不但建材质量可靠,还可节约建筑材料30%-60%、缩短工期50%-70%、减少人工50%-80%……据他测算,打印至少能使建筑成本降低50%以上,让更多人住得起房子。


3D打印建筑是利用工业机器人逐层重复铺设材料层构建自由形式的建筑结构的新兴技术,这种工艺原理叫做增材制造,通过逐层累积最终形成一个成品。其构成和传统打印机基本一样,都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的。根据电脑上设计的完整的三维模型数据,通过一个运行程序将材料分层打印输出并逐层叠加,最终将计算机上的三维模型变为建筑实物。一个房子或者一群房子,即使每幢建筑形态各异,都可以通过一个运行程序来自动构建。


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与传统施工工艺相比,3D建筑打印技术的优势主要有:

1.施工速度至少要快10倍,且建筑类型、复杂性等因素不会增加建设成本;

2.由于全程由电脑程序操控,直接基于CAD设计等的施工建造只产生5~10mm的误差,该技术允许的精度和设计自由性在过去闻所未闻,建筑师和工人间的问题将不再阻碍建筑师所要表达的设计想法;

3.不需要模板,定制型强,可塑性好,可打印出任何细节特点与复杂曲面、管道等;

4.可以使消费者根据自己的需求量身定制产品;

5.无需人工干预意味着建筑行业伤亡事故风险的大幅减少,大量节省人员劳工,且用于建筑施工的安全措施费降低;

6.可以就地取材,极大节省建造的运输成本;

7.由于是整体结构成形,建筑抗震性能大大增强;

8.可以适应恶劣环境,如在高原、雪山、沙漠、海洋、甚至地外星球等人为施工条件极其恶劣的环境下进行施工建造;

9.可以运用于古文物保护中,精准恢复古建筑的残损、遗失部分;

10.可以降低建筑粉尘污染,减少雾霾,保护环境实现绿色环保。


而3D打印建筑的劣势就是其技术并不完善,比如现在的3D打印建筑机器都比较大,器越大越难制造,更重要的是机器越大,打印精度和打印速度就会越差。所以现阶段的单一打印主要是解决3d打印房屋的一些基本问题:材料,控制,精度等。


还有一种是建筑3D打印模块化,在工厂里每块打印好,最后一起现场组装。好处是解决了房子尺寸的限制,缺点是现场的组装工作又涉及到劳动密集型,提高了成本。


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3D打印如今也只能打印简单的,比较小的建筑,而如今的建筑都往摩天大楼化发展,3D打印摩天大楼现在来说技术上还不可行。因此,3D打印建筑未来可能只能作为辅助性的建筑方式,而不可能完全取代现在的建筑技术。


不管怎么说,3D打印建筑的价值都是巨大的,它体现了绿色环保、节约能源、以及人文情怀,用一句话来总结就是,吃进去的是城市的垃圾和沙漠,吐出来的是美丽的房子。3D打印房子未来将会发展的怎么样,我们拭目以待吧。



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