隨著3D打印技術(shù)不斷成熟，在建筑行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，成功案例不勝枚舉。將建筑物直接從計算機模型中“打印”出來，不僅簡化建筑過程，還能夠精確計算所需建材的數(shù)量，幾乎不產(chǎn)生建筑垃圾，減少能源消耗，特別是有的功能靈活便于移動使用，甚至被稱為適配“火星移民建筑”。

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在德國海德堡市，號稱“歐洲最大的3D打印建筑”預(yù)計今年7月完工。據(jù)環(huán)球網(wǎng)報道，該建筑從今年3月31日開始施工，未來作為一個計算機服務(wù)器中心。據(jù)項目開發(fā)商介紹，3D打印機器是按照預(yù)先輸入的設(shè)計程序，像打印機那樣從噴嘴中“擠”出建筑材料，對“打印”出的建筑結(jié)構(gòu)進行簡單組裝即可?？梢哉f，這又將是3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用取得的一次重大進展。

早在2016年，全球首座使用3D打印技術(shù)建造的辦公室在迪拜國際金融中心落成。這座單層建筑樓板面積為250平方米，建筑材料的所有“零部件”由一臺6米高、36米長、12米寬的大型3D打印機耗時17天“打印”，施工方僅用2天完成安裝。

圖為2016年5月25日在阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜拍攝的全球首座3D打印辦公室。圖源：新華社

在中國，首例有居民入住的3D打印建筑由清華大學徐衛(wèi)國教授和團隊完成。該團隊用“機器人3D打印混凝土”技術(shù)陸續(xù)“打印”了一座橋、一座書屋、數(shù)個公園，還為一對70后鄉(xiāng)村夫婦“打印”一棟住宅，建筑面積106平方米，全程僅160小時。

圖為中國河北省武家莊3D打印農(nóng)宅室內(nèi)外。圖源：澎湃網(wǎng)

那么，相比傳統(tǒng)的建筑方式，3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用有哪些優(yōu)勢？

首先，使用3D打印技術(shù)建造一座建筑所需的時間大大縮短。例如，上述德國南部城市海德堡正在建設(shè)中的“歐洲最大的3D打印建筑”，這座建筑占地600多平方米，傳統(tǒng)建造方式需現(xiàn)場十幾個工人同時配合工作，而使用3D打印技術(shù)建造只需要一臺大型機器設(shè)備，配備兩個人“監(jiān)工”，在現(xiàn)場監(jiān)督進度即可。

其次，3D打印技術(shù)還可以實現(xiàn)更高水平的精度和更大的自由度。傳統(tǒng)建筑方式可能會受到建筑規(guī)劃、建筑結(jié)構(gòu)以及工人技能等因素的限制，而3D打印技術(shù)則可以根據(jù)設(shè)計者的意愿直接“打印”出最終建筑的模型，從而實現(xiàn)更高水平的設(shè)計創(chuàng)意和更大的自由度。

然而，建筑主體采用3D打印技術(shù)的方式也存在一些挑戰(zhàn)。在成本方面，專屬機器設(shè)備和原材料價格對于小型建筑企業(yè)來說必定增加建造成本，例如，上述中國首例有居民入住的3D打印建筑成本累計二十多萬人民幣，而調(diào)研本地村民的房屋大多用磚頭和夯土建成，成本大約10萬，相較之下建造成本高出一倍。在規(guī)模方面，目前還不能滿足大型建筑的需求，如高層建筑等；另外，由于大多數(shù)建筑都需要遵循嚴格的建筑標準和法規(guī)，因此3D打印建筑在這方面的應(yīng)用還有待進一步的研究和實踐，對于質(zhì)量和耐久性也需要進一步勘測實地使用數(shù)據(jù)佐證。

未來，隨著3D打印技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進步，建筑領(lǐng)域的應(yīng)用也將繼續(xù)擴展。例如，人們可以將3D打印技術(shù)應(yīng)用于建筑維護和改造，以減少破壞和浪費的發(fā)生。通過建筑的材料研發(fā)和改進以提高建筑的穩(wěn)定性和耐久性。此外，建筑設(shè)計師們還可以利用3D打印技術(shù)將更多的創(chuàng)意和想象付諸實踐，創(chuàng)造出更加具有“唯美”“功能性”“未來感”的風格建筑。相信3D打印建筑將成為建筑業(yè)發(fā)展的重要動力，為城市帶來美好意境造福人類。

參考｜央視新聞、新華社、央視頻、澎湃新聞、騰訊網(wǎng)、IT之家

來源：世界互聯(lián)網(wǎng)大會

責任編輯：李賽男

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