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23 2019.08

3D打印建筑现状与发展趋势

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15世纪时,约翰内斯·古腾堡发明了印刷机,由此开始了文艺复兴时期,人们开始对新的革命性技术进行探索。几十年前,喷墨和激光打印亦得到了发展,打印机从此变得十分普遍。此后,它们变得更加便利、体积更小,而且不再仅仅属于出版社和大型企业,而是应用在各种各样的工作场所及家庭生活中。而在征服了2D打印技术之后,人们开始向更广阔的领域拓展,3D打印技术由此出现。

 

I 什么是3D打印?

 

3D打印,又称增材制造,是印刷领域的最新创新之一,可指任何打印三维物体的过程。3D打印主要是一个不断添加的过程,在计算机控制下层叠原材料。它的内容可以来源于三维模型或其他电子数据,其打印出的三维物体可以拥有任何形状和几何特征。

 

3D打印机最早是在20世纪80年代发明的,从那时起,发明者就开始引入新的印刷技术并使用各种材料来打印出最佳产品。3D打印的基本原则即为:建模——打印——完成。

 

II 3D打印用于什么?

 

3D打印在各种领域都有广泛的应用。例如,它可以用于食品工业来打印定制形状的糖果;它可以用于医疗目的,例如为残疾人创造身体器官和假肢的精确复制品。

 

它还应用于时装和珠宝设计领域,例如服装、鞋子等。在汽车行业,制造商已经成功地使用3D打印机来组成汽车和飞机的整个部件。


 

然而,我们更关心的是这项技术在建筑设计领域的应用。去年,美国一家叫Icon的公司推出了一栋完整的3D打印房屋 。


 

它占地面积约为60平米,包含客厅、浴室和卧室,屋外还有一圈门廊,环境、卫生都极好。而更令人惊叹的是盖房时间——只要12至24个小时!当天打印,隔天就能入住。

 

施工前,公司首先会根据需求绘制图纸,然后再把图纸输入计算机,让它操纵打印机,吐出混凝土,逐层进行堆砌。

 

墙壁打印完成后,再由工人安装屋顶、水电设施和窗户。

 

 
整套操作下来不到24小时,一套温馨的住宅就拔地而起了。

 

 

III 什么材料可用于3D打印?

 

1.树脂可用于细部设计和雕塑。它提供光滑的表面光洁度和锋利的边缘。它没有各种颜色,但可以很容易地涂上颜色。
2.尼龙塑料是白色的。由于其柔韧性和强度,它具有广泛的应用,并且具有砂质颗粒表面光洁度。
3.金属包括铝、铜、铬、金、银、钛和不锈钢。它们由金属粉末激光烧结而成,具有高强度,可用于制造功能性机械零件或珠宝。
4.石膏/砂岩是刚性和脆性的,但其有色质地的特征,可用于创建建筑模型,产品设计和精美艺术品。
5.丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)是一种常用于模具注射的热塑性塑料。它非常耐用且耐热,可用于包括汽车零件和乐高积木的打印。
6.聚乳酸(PLA)是一种环保材料,因为它是从可再生资源中获得的。它是一种可生物降解的热塑性塑料,由马铃薯淀粉、玉米淀粉或甘蔗制成,可用于食品包装、一次性服装,最重要的是用于外科植入物。

 

 

 

IV 3D打印模型的未来

 
虽然目前我国3D打印产业仍处于产业发展的初期阶段,但随着国家政策扶持力度的加大及产业化推广的加快,潜在市场需求巨大。据前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》数据显示,到2020年3D打印产业规模有望突破500亿元,前景可观。

 

随着3D打印建筑技术的不断发展,其产业化发展路径也被社会各界所关注。2016年8月,住房和城乡建设部发布了《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》,提出积极开展建筑业3D打印设备及材料的研究,探索3D打印技术运用于建筑部品、构件生产,开展示范应用。2017年12月,工信部、发改委等12个部门印发了《增材制造产业发展行动计划(2017—2020年)》,提出要以直接制造为主要战略取向,兼顾原型设计和模具开发应用,推动增材制造在航空、航天、汽车等领域规模化应用。

 
建筑相对于工业领域的产品,具有尺度大、功能复杂、性能特殊、工作环境复杂、建造场地流动变化、不能进行流水线生产等特点。3D打印建造技术的推广应用,有待于建材、机械、计算机信息开发与建筑行业协同合作,才能取得重大的突破。不久的将来,高层建筑也可以采用3D打印技术,3D打印建筑技术有望引领建筑业未来的方向。

 

 

 

随着现代工业技术的发展,房屋建筑逐渐由原来的现场施工转变成了可以预加工后组装的装配式建筑,这种建筑不仅建造速度快,对施工现场周围的环境影响也很小。而3D打印技术的应用可进一步实现建筑节能减排、安全可靠和可持续发展,促进现代建筑产业的转型升级,为装配式建筑提供有力的技术支撑。
 
 
无论是装配式建筑技术,还是3D打印建筑技术,都是新时代下,建筑产业转型升级的新路径。鸿运国际备用网址紧跟建筑发展方向,从理念到技术,实现与行业的接轨。以绿色发展为核心,全面深入地推动对绿色建筑、装配式建筑、超低能耗被动式建筑发展等技术理论的学习,致力于实现人民对美好生活的向往,未来将坚持不懈地加快技术创新,为建筑工业新时代贡献一份力量。

 

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