3D打印建筑:神话与现实
3D打印被誉为从制造到医疗再到建筑等领域最有前途的新技术之一. 3D打印已经在许多建筑项目中使用, 但距离广泛应用还有很长的路要走. 在大众的想象中，3D打印机将被带到建筑中 site, 操作员将按下启动按钮, 整个建筑将根据CAD输入实现. 在现实中, 尽管3D打印确实为建筑开辟了新的可能性, 它的应用可能远没有一些人想象的那么激进.
3D打印的支持者们吹捧了几个优点. 因为建筑的每个部分都是定制的，它允许各种各样的 奇异和不规则的形状 否则这是不可能实现的. 这也意味着建筑的每一个方面都可以以前所未有的定制水平来满足最终用户的需求. 通过自动化大部分的建设过程, 从理论上讲，3D打印将大大节省劳动力成本. 最后, 3D打印应该产生很少的废料, 因为只需要把材料放到位.
3D打印建筑物的主要限制之一是所需的3D打印机的尺寸. 为了解决这个问题, 墙壁和地板等部件可以单独打印，然后在现场组装. 这类似于传统的预制结构, 唯一的区别是部件是由3D打印机组装的，而不是传统的制造过程. 材料限制是另一个问题. 目前，用于建筑应用的3D打印机仅使用一种材料进行打印. 这意味着打印建筑上层结构的同一台打印机不能用于打印建筑服务和饰面, 它的安装成本可能比上层建筑本身还要高. 对于混凝土打印机来说, 即使是完成上层建筑也需要手工放置钢筋. 多材料3D打印机确实存在于各种工业应用中, 但还没有在建筑中应用. 在制造业, 在小批量生产产品时，3D打印与冲压或模压等传统工艺相比具有优势. 因为很多建筑都是一次性项目, 这似乎使它成为建筑行业的天然选择. 然而, 这掩盖了这样一个事实，即即使是一次性建筑也是由大量标准化组件(钢筋)组成的, 门, 管道, 栏杆, 等等)都是在工厂里批量生产的.
世界上最高的3D打印房屋. 图片来源: WinSun
基于这些优势和局限性，3D打印建筑的当前状态已经发挥了预期的作用. 的 世界上最大的3D打印结构 是由盈创在中国创建的吗, 采用一种工艺，即单独的墙壁和地板在工厂制造，然后运到施工现场进行最终组装. 盈盛声称，这大大节省了成本, 但目前尚不清楚这些节省是什么, 或者他们的技术有什么优势, 与传统预制混凝土相比. 另一家公司华商腾达声称已经在现场打印了整个建筑. 然而，从检查a video 在施工过程中，很明显只有混凝土的某些部分是3D打印的, 所有的钢筋都是手工放置的. 而不是“真正”的3D打印建筑方法, 这可以被恰当地描述为一种消除对模板需求的混凝土施工方法，这是技术上的重大进步, 但还没有一些3D打印倡导者所预示的革命.
最终，成本将决定这项技术的广泛采用. 就在100多年前，托马斯·爱迪生发明了一种革命性的方法 建设房子 基于预制设计，预期比传统建筑更快，更便宜. 房子形状的铁模板, 甚至连桌子和浴缸等内部设备都将被带到现场, 然后把混凝土倒进去. 尽管这种方法有很多优点, 由于模板成本过高，它未能流行起来. 为了使公司在模板达到其使用寿命结束之前获利, 这些“浇筑”建筑的价格需要远远高于它们以传统方式建造的成本. 而这种类型的建筑从未流行起来, 与20年代初相比，现浇混凝土现在是一种流行得多的材料th 世纪.
基于3D打印的局限性和目前的应用，3D打印的建筑很可能会效仿爱迪生的房屋. 虽然不太可能在现场打印整栋建筑并完成饰面，但这将成为一种经济或广泛的做法, 3D打印很可能会在创建其他方法难以制造的专业建筑部件方面找到自己的定位. 为3D打印机提供动力的增材制造技术也可以用来提高传统建筑工艺的效率. 而不是彻底改变整个行业, 3D打印将成为建筑公司可以用来解决某些类型独特挑战的另一种工具.
封面图片:3D打印机在阿姆斯特丹建造一座桥，由 MX3D
