3D打印是快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

在建筑行業(yè)，3D打印的過程一般由設(shè)計師和結(jié)構(gòu)師來操作。工作人員根據(jù)CAD等建模軟件所得出三維模型數(shù)據(jù)，通過一個運行程序?qū)⒉牧戏謱哟蛴≥敵霾⒅饘盈B加，最終將計算機上的三維模型變?yōu)榻ㄖ嵨铩?/span>

一個房子或者一群房子。即使每幢建筑形態(tài)各異，都可以通過一個運行程序來自動構(gòu)建。最終將計算機上的三維模型變?yōu)榻ㄖ嵨铩?/span>

近年來，隨著中國政府大力支持推動該行業(yè)的發(fā)展，中國已成為亞洲 3D 打印增長背后的主力軍。本文將就 3D 打印如何為中國的建筑行業(yè)提供新的可能性進行幾點討論。

3D打印的優(yōu)點和缺點

3D打印建筑最明顯的優(yōu)點之一是速度快。建造一座500平方英尺(約46.45平方米)的單層住宅只需要24小時的打印時間。

然而不僅僅是節(jié)約時間：3D打印建筑也減少了浪費。

一般來說，一個典型的住宅建筑工地會產(chǎn)生4噸左右的垃圾。 由于傳統(tǒng)地坪施工中使用的混凝土是均勻涂抹的，因此無論在特定區(qū)域是否需要結(jié)構(gòu)支撐，都會浪費大約一半的混凝土。 這對環(huán)境尤其有害，因為水泥作為混凝土的主要成分，約占我們二氧化碳排放量的 7%。 相比之下，3D 打印機可以非常精確地改變結(jié)構(gòu)的厚度，只在真正需要的地方使用混凝土。 這個過程稱為拓撲優(yōu)化。

打印結(jié)構(gòu)的數(shù)字化是 3D 打印的另一個優(yōu)勢。 這意味著計算機上呈現(xiàn)的設(shè)計可以直接轉(zhuǎn)換為打印機指令。 這消除了將設(shè)計轉(zhuǎn)換成圖紙的需要，從而減少了不必要的錯誤和麻煩，節(jié)省了成本并減少了延誤。 數(shù)字化還有一個額外的好處，那就是它消除了設(shè)計創(chuàng)意的障礙。 建筑師可以以較低的成本提供定制或半定制的設(shè)計，而無需費心培訓(xùn)他人來執(zhí)行計劃。

盡管如此，與普通的3D打印技術(shù)相比，混凝土的3D打印技術(shù)難度更大。 首先，要保證混凝土在打印過程中能夠順暢流動，這樣才能順利進出打印機，不會堵塞。 其次，從打印機擠出的混凝土必須能夠快速硬化并變得足夠堅固以承受后續(xù)層。 在滿足上述要求的基礎(chǔ)上，還需要使這些層之間達到足夠的附著力。

此外，3D混凝土打印還需要克服露天環(huán)境(工作)中的一系列挑戰(zhàn)，因為環(huán)境灰塵、濕度、水分、溫度等都是影響混凝土性能的變量，所以這些影響因素必須被精準(zhǔn)控制。