3D打印技術如何顛覆建筑業？

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昨天，e鍵打印報道了世界首個3D打印辦公樓的在迪拜落成,詳情請點擊《瘋狂迪拜再次亮瞎你的眼 全球首創3D打印辦公樓落成》，這棟辦公樓不僅擁有極具設計感和獨特的弧形外觀，在功能上也是水、電、通訊和空調一應俱全。與傳統建筑技術相比，3D打印技術將給建筑技術具有哪些獨性？它將給建筑工程帶來哪些影響？通過分享一項建筑業的調研結果與網友們一起來思考這些問題。

獨特結構、環保、降本

建筑技術是一門大學問，包括從整體規劃，建筑外觀設計，建筑內部設計到施工工藝，結構設計等。建筑工程的工作量十分龐大，包括規劃、勘察、設計和施工、竣工等各項技術工作和完成的工程實體以及與其配套的線路、管道、設備的安裝等，在建筑過程中需要投入巨大的人力和物力。就拿西班牙的圣家族大教堂來說，從開工到現在已經修了一百多年，如今還在繼續建造當中。

世界各地的建筑師一直在探索怎樣讓建筑過程變得更加簡單，并能夠減少人力、物力的投入。3D打印技術就是建筑界進行探索的其中一種方法，并且是有望顛覆整個建筑行業的一種方法。

更加“自由”的建筑結構

3D打印技術可以讓建筑結構顛覆傳統建筑的理念。不同于傳統直線形的建筑，3D打印能夠創建曲線形的建筑物。通過3D打印技術打造建筑結構的方式被稱為“輪廓工藝”，原理其他3D打印機類似，通過擠出機將材料一層層打印出來，但是擁有更龐大的體積。輪廓工藝可以3D打印出房子的外墻，并且可以鋪設混凝土層，流出水、電、氣管道所需的空間。通過3D打印的輪廓工藝可以實現建筑中的空心結構，該方法比傳統方法需要消耗的建筑材料更少。

節約材料和成本

在降低建筑成本方面，3D打印建筑技術將從節省建筑材料和減少人工成本兩方面發揮作用。

Fig 1. 世界主要國家的建筑成本（美元/平方米）

上圖為主要世界上主要國家每平方米的建筑成本。隨著3D打印這種全新建筑技術的出現，建筑工程的過程變得越來越方便，但是隨著經濟的的發展，建筑也的整體成本也在逐漸增加。而3D打印技術的輪廓工藝約為建筑行業降低60%的建筑成本。

Fig.2 世界主要國家建筑材料成本（美元/平方米）

上圖對傳統建筑技術和3D打印技術每平方米的建筑成本進行了對比，由于可以將剩余的材料循環再利用，3D打印技術約可節省50%的原材料。中國盈創公司在蘇州建造的3D打印別墅時，使用的打印材料正是由回收的建筑廢料制造的。

Fig 3. 世界主要國家建筑人工成本（美元/平方米）

另一方面，由于3D打印機是一種自動化程度高的建筑設備，該技術大約節約80%的人工成本。

Fig 4. 建筑的人工成本（美元/平方米）

上圖顯示了中國每平米的建筑成本，使用3D打印技術比傳統建筑技術的建筑成本減少了261美元/平方米。

雖然3D打印房子的安全性以及保暖、防潮等性能還需要接受時間的檢驗，但是這種以回收材料為打印原材料，并通過讀取建筑物的數字化模型來實現自動化房屋建造的方式，無疑將為建筑業實現降本、環保和實現顛覆性的建筑結構開辟了一條全新的道路。

同時，通過這種可批量打印，成本低，耗時短的3D打印新的建筑技術，有望解決一大部分人的住房危機問題，使得居者有其屋。

本文部分內容來源于3d科學谷

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