3D打印房子?建筑业迎来新变革!

作者:anke001    日期:2020-07-13 08:51:46

近几年来,3D打印这个名词从陌生到熟悉,逐渐走向人们的生活和工作中。随着3D打印技术日益完善,不仅可以打印小件物品,而且这项技术甚至可以彻底颠覆传统的建筑行业。



什么是3D打印技术?

 3D打印,顾名思义,就是不同于我们的平面打印,它是在一个三维立体空间中制造东西。它的基本原则为:建模——打印——完成。

▲趣味解读3D打印技术

3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是普通打印机的打印材料是墨水和纸张,打印的是打印电脑设计的平面物品,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等各类“打印材料”,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,最终把计算机上的模型变成立体实物。

 

3D打印技术如何运用到建筑业?

现在,3D打印技术已在汽车制造、食品加工、服装、医疗保健等众多领域运用,像在建筑行业,3D打印技术已经被用来建造房屋了。


中国建筑集团利用3D打印技术建造了一栋双层建筑

 

3D打印带来全新施工流程

 

在传统的房屋建设中,从平整场地到建地基,再到建主体,整个施工流程都主要是由人力来完成,房体结构成型需要的工期也较为漫长,但将3D打印技术应用于建筑工程中,利用自动化设备实现全天候不间断打印,直接将计算机中的设计转化为实在的房屋主体结构,实现施工流程的简化、更自动化。

 

整个3D打印建筑流程主要包括以下几个步骤:

 

▼首先,在电脑上通过计算机软件建模,确定整体建筑各部分的三维模型

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打印机通过读取模型文件中的信息,用水泥、金属、玻璃纤维、石膏、橡胶类材料等建筑材料将房屋的主体架构打出来

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▼整体架构完成后,再由人工进行窗户安装、墙漆喷绘等房屋内外部布置工作,最终一个房屋就完成了


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3D打印技术为建筑业带来哪些变革?

01.为建筑设计释放更多创意

 

对于复杂形态的建筑,现有建造方法很难低成本高精度地实现非线性造型,这也束缚了很多开发商在设计建筑造型时的思路,但3D打印技术可以突破这一技术壁垒,利用三维数字模型高精度成型,实现低成本地建造复杂、多样化的建筑,让开发商的更多创意设计可以保留,甚至可以利用它建造最优化的不规则设计结构,来满足个性化需求或者适配特定的环境。

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苏黎世联邦理工学院的八位教授利用了3D打印技术建造了造型独特的DFAB HOUSE

 

02.高效、经济、绿色

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工程师马义团队在上海打造的全球第一批3D打印的中式庭院

 

由工程师马义以及团队共同打造完成的全球第一批3D打印的中式庭院,打印材料是利用废弃的建筑尾矿、固废钢渣混合研发出来的,3D打印建筑现场也只用了三到五个工人、一个打印机、一个吊机、一个挖掘机,4000平方米的楼房在7天内就完成了。

 

和传统的建筑方式相比,这大大提高了建造速度,缩短了建筑建设项目周期。就地取材,建筑垃圾再利用的方式也极大地节约了成本,实现了节能环保的理念。除此之外,打印过程中也不产生扬尘和建筑垃圾,真正实现了绿色施工。

 

 

03.“有房可住” 

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▲纽约的Framlab公司使用3D打印技术在纽约创造了名为『Homed』的新式住宅,为流浪者提供了居所

 

当飓风、地震等自然灾害摧毁房屋,使成千上万人无家可归的时候,3D打印制造工艺功能性强,时间快,价格低廉的特点,正是症对“社会住房问题”的一个实用的解决方案。在纽约,确实已经出现了用于解决流浪者居无定所的3D打印住宅。

 

结语

 

3D打印在建筑领域仍处于初期应用阶段,但该行业本身正在快速发展。它将设计、施工、装备、新型材料、应用融合等综合为一个新的体系,突破了传统建造方式在人力、材料、工期等方面的限制,带来了建筑建造体系上的一场革命,使得整个建筑建造过程更智能、高效、环保、经济。



相信随着3D打印原理和建筑建造技术的进一步结合、3D打印技术的产业化,3D打印将会进一步推进建筑业的转型升级。


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