3D打印在建筑中的应用

167【施测鉴工】

住宅与房地产2019年1月

3D打印技术在建筑工程中的应用与前景

唐 建，陈 阳，罗 宁

（中建八局第四建设有限公司，山东 青岛 266071）

摘 要：近年来，各国3D打印技术在建筑工程中应用日趋广泛，3D打印技术也成为各国建筑师研究的方向。文章介绍了3D打印的原理，分析了目前建筑工程中3D打印技术分类及特点以及实际应用，指出了优势与不足。表明该技术在建筑工程中有着广阔的前景，为进一步发展3D打印技术提供参考。关键词：3D打印；建筑工程；3D打印应用与前景中图分类号：TU17 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）01-0167-02

3D打印思想源于19世纪的美国，在20世纪80年代得到发展与推广。经过多年的发展，现在已经应用到了航天科技、音乐行业、医疗行业、文物行业、建筑行业、制造业、食品行业、生活用品等多个领域，并展现出了强劲的发展势头。美国《时代》周刊将3D打印评为“美国十大增长最快的工业”。2013年2月，英国伦敦Softkill Design建筑设计工作室首次建立了3D打印房屋概念，并在随后几年飞速发展，现已出现多个实际案例。本文介绍了3D打印原理，目前3D打印房屋技术的分类、特点及应用，指出了其发展前景。

1 3D打印的原理

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车、打印各种模型，甚至是食物等。之所以通俗地称其为“打印机”，是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。3D打印房屋是通过3D打印技术建造起来的建筑物。它由一个巨型的三维挤出机作为一个巨型3D打印机。该打印机以陶瓷、塑料、泥沙、金属、混凝土等各种类型的材料为“打印”材料，在连接电脑后，以多层打印方式，把计算机内的蓝图变成实物。

3D打印技术在建筑业中的应用

随着技术的进步，3D打印技术的应用越来越广泛，其中在建筑业中的应用也越来越受到关注。在传统建筑领域，建筑师必须使用繁琐的计算和模型来制作建筑原型，而3D打印技术可以快速地打印出可视化的建筑模型，大大缩短了设计周期和成本，并且也可以提高建筑的可持续性。

首先，3D打印技术可以用于建筑部件的制造。传统建筑的建造过程需要大量人力和材料，而使用3D打印技术可以大大降低建筑材料的浪费，减少建筑垃圾的产生。此外，3D打印技术可以将建筑模型转化为数字模型，在计算机模拟下对建筑组件进行优化，提高建筑的效率和可持续性。

其次，3D打印技术也可以被用于建筑的修缮和维护。在传统的修缮和维护工作中，需要大量的人力和材料，而且存在安全隐患。而使用3D打印技术可以将修缮和维护的工作转化为数字模型并进行修缮，有效降低了工作的风险，同时也提高了修缮和维护的效率和精度。

最后，3D打印技术还可以用于建筑模型的制作和展示。传统的建筑模型制作需要专业技能和大量时间，而且建筑模型也很难完美还原实际建筑。而使用3D打印技术可以快速制作出高精度的建筑模型，加速了建筑设计的过程，同时也使设计的效果更加直观，更容易被理解和接受。

总之，3D打印技术在建筑领域中的应用不仅可以加速建筑设计的过程，降低成本和垃圾产生，还可以提高建筑的可持续性和精度，为建筑行业的发展带来了更多的机遇和挑战。未来，3D打印技术将成为建筑行业中不可或缺的工具和技术，推动建筑行业的创新和持续发展。

3D打印技术在建筑行业中的现状与未来发展趋势

引言：

随着科技的不断进步，3D打印技术在各个领域都得到了广泛的应用，建筑行业也不例外。3D打印技术作为一种创新工具，正在改变着建筑设计和施工的方式。本文将探讨3D打印技术在建筑行业的现状和未来发展趋势。

一、现状：3D打印技术在建筑行业中的应用

1.1 创新建筑设计

传统的建筑设计依赖于人工绘图和模型制作，费时费力。而使用3D打印技术，建筑师可以利用电脑软件直接设计，并通过3D打印机打印出精确的模型。这不仅提高了设计效率，还可以更好地展现建筑师的创意。

1.2 智能建筑打印机

近年来，各种智能建筑打印机相继问世。这些打印机不仅能够打印出各种建筑材料，还能够实现自动化施工。它们可以根据预先设定的建筑设计图纸，精准地进行打印和组装，大大提高了施工速度和质量。

1.3 减少浪费与环境保护

传统建筑施工过程中会产生大量的浪费材料。而使用3D打印技术可以根据需求精确打印所需建筑部件，减少浪费。同时，3D打印技术对环境的影响也相对较小，可以实现资源的有效利用和节约。

二、未来发展趋势：3D打印技术在建筑行业的前景

2.1 推动建筑创新 随着技术的进一步发展，我们可以预见3D打印技术将极大地推动建筑创新。借助于3D打印技术，建筑师可以设计更加复杂、独特的建筑形式，从而创造出更具艺术性和实用性的建筑作品。

2.2 加速建筑施工速度

目前，传统建筑施工时间长、工序繁琐。然而，3D打印技术的应用可以极大地加速建筑施工速度。智能建筑打印机可以24小时不间断工作，快速打印出建筑构件，并进行自动组装，从而大大缩短了施工时间。

2.3 实现定制化建筑

现代人对建筑的个性化需求越来越高，传统建筑很难满足这种需求。而3D打印技术可以满足个性化建筑的需求。通过3D打印技术，建筑师可以根据客户的要求，精确打印出符合其需求的建筑构件，实现定制化建筑。

2.4 促进建筑行业的可持续发展

3D打印技术在建筑领域中的应用案例

随着科技的发展，3D打印技术在建筑领域得到了广泛的应用。3D打印技术是指在特定的机器上通过计算机-辅助设计（CAD）来打印出细节精度高，结构稳定，可承受高压力和高质量的建筑构件。成品可以是任何形状和尺寸，从建筑结构到家具、灯具等。下面我们将介绍几个3D打印技术在建筑领域的应用案例。

第一个案例是3D打印建筑结构。在荷兰，一家名为“ MX3D”的公司已经成功地使用3D打印机印出了首个完全基于3D打印技术的桥梁，这个桥梁跨越了荷兰的奈莫伦河。这座桥梁是由MX3D公司的6轴机器人打印出了大约4吨重的梁和支架，这些梁和支架使用了高品质的不锈钢，外观看起来非常漂亮。这一项目表明，3D打印技术已经可以在建筑领域中制造出实用的、可持续的结构。

第二个案例是3D打印制造建筑组件。德国的一家公司“Peri”使用3D打印技术，从木材纤维和高性能塑料制造了各种型号的楼梯和发射台组件。这些组件比传统的木材、混凝土等建筑材料耐用、更具可再生性，同时具有更快的制造时间和控制成本的优势。

第三个案例是3D打印的室内设计。３Ｄ打印技术，不仅能打印出巨大的建筑构件，还可以打印出小到家具的精益玩意。以色列公司Massivit3D 的超大型打印机允许打印出巨大的艺术品、灯具等，而荷兰一家公司Lijm & Cultuur通过3D打印技术既制作符合艺术气息的斑点标记墙面，也制作出适合放置在各种大小和形状的空间夹角的家具。

最后，我们来谈谈3D打印技术在建筑领域中的未来。在未来，3D打印技术在建筑领域中将继续得到广泛的应用，从打印出更复杂和具有弯曲形态的建筑构件，到打印出室外座位和小型艺术品等。未来的建筑和室内设计将更加个性化、可持续化和高效率，3D打印技术将在其中扮演越来越重要的角色。

总之，3D打印技术是建筑领域颠覆性的革新，其应用前景非常广阔，能够大幅提高建筑结构制造效率、降低制造成本和人力资源成本，并且更好地实现可持续发展的理念。这个领域的未来，只会越来越精彩。