1、3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用摘要：如今科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步，3D打印技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用， 并成為現(xiàn)代零部件、模具以及模型等制作的重要方式和手段。通過大量的實(shí)踐表 明，科學(xué)的運(yùn)用3D打印技術(shù)能夠提高工作效率，零部件以及整體制作生產(chǎn)成本 不高，能夠形成精致并且相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)造型。本文就3D打印技術(shù)在建筑行業(yè) 的發(fā)展和應(yīng)用為例進(jìn)行研究與闡述。關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；建筑行業(yè)；發(fā)展；應(yīng)用科技的進(jìn)步使建筑行業(yè)也實(shí)現(xiàn)了良好的發(fā)展，諸多新技術(shù)出現(xiàn)，如人工智能 技術(shù)、生物科技技術(shù)、3D打印技術(shù)、納米科技技術(shù)等都在建筑行業(yè)中廣泛的應(yīng)用， 對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生極為重要的作用。未來建筑中，不僅要具備

2、基本的功能， 還需要充分發(fā)揮高新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步優(yōu)化建筑行業(yè)的發(fā)展。3D打印技術(shù)的應(yīng) 用有助于縮短工程建設(shè)的周期，提高施工的效率，減少人財(cái)物等資源的消耗，真 正實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保的建筑。一、3D打印技術(shù)概述3D打印技術(shù)是數(shù)字模型為基礎(chǔ)，利用塑料類、粉末狀金屬類等具有黏合性的 材料，逐層打印，從而形成整體構(gòu)造的一種打印技術(shù)。本質(zhì)上來講，3D打印技術(shù) 側(cè)重于制作過程，通過應(yīng)用3D打印技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不間斷地分層打印，并將其 有效的疊加，形成三維實(shí)體1。3D打印技術(shù)是一種新的綜合性的應(yīng)用技術(shù)，能 夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、數(shù)字建模技術(shù)等相結(jié)合，從而有效的應(yīng)用。現(xiàn)階 段，3D打印技術(shù)已經(jīng)在建筑、工業(yè)、航

3、空航天、醫(yī)療等行業(yè)廣泛的應(yīng)用。對(duì)于建 筑行業(yè)而言，3D打印技術(shù)進(jìn)行的房屋建筑其實(shí)就是利用三維打印設(shè)備，將水泥砂 漿以及混凝土等作為基礎(chǔ)，將3D打印機(jī)與計(jì)算機(jī)程序相結(jié)合，通過自動(dòng)化的控 制方式將思想理念轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲膶?shí)物。二、我國建筑3D打印技術(shù)特色與現(xiàn)狀分析1、建筑3D打印技術(shù)特色目前我國已有的建筑3D打印機(jī)體積比較大，占地面積大，這種打印機(jī)能夠 打印出大型的建筑構(gòu)件，將其送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。還可以到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)建筑情況 進(jìn)行打印，施工速度能夠明顯加快，并且建筑成本不會(huì)因?yàn)榻ㄖ姆N類以及復(fù)雜 程度受到影響。我國已經(jīng)研制出很多特殊的建筑打印材料，這些材料主要包括水泥、建筑垃 圾、鋼筋等，可以就地取材，

4、不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，而且也不需要使用模 板，有很好的可塑性，定制型比較強(qiáng)2，能夠?qū)⑷魏渭?xì)節(jié)、曲面等打印出來。此 外還可以打印成型的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能夠滿足客戶個(gè)性化需要，在建筑行業(yè)中應(yīng) 用3D打印技術(shù)還能夠減少建筑材料，縮短建筑的周期，同時(shí)減少人工以及建筑 成本等，同時(shí)能夠強(qiáng)化建筑的保溫以及抗震效果。2、建筑3D打印技術(shù)現(xiàn)狀我國的當(dāng)前的建筑工程建設(shè)逐步實(shí)現(xiàn)了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的 設(shè)計(jì)、工廠化的生產(chǎn)，一體化的裝修，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等環(huán)節(jié)中形成了相對(duì) 完整的產(chǎn)業(yè)鏈條3，實(shí)現(xiàn)全過程的工業(yè)化建設(shè)。建筑3D打印主要有兩種方法，首先是可以在現(xiàn)場(chǎng)將整座建筑打印出來，其 次可以在工廠中打印出

5、一些建筑的構(gòu)件，然后將其運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。目前我 國的建筑行業(yè)中大多使用第二種方法，也就是打印建筑構(gòu)件?？偠灾?，在建筑行業(yè)中應(yīng)用3D打印技術(shù)能夠通過3D打印技術(shù)將建筑中需 要的構(gòu)件打印出來，然后將其運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接、組裝。在預(yù)制框架結(jié)構(gòu)體系 中，3D打印技術(shù)能夠提前打印出一些比較復(fù)雜的單元。3D打印技術(shù)還可以生產(chǎn) 獨(dú)立的單元，在工廠中裝修布置模塊，將其運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)中，將模塊有效的連接， 使其形成比較可靠的建筑。三、3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)中發(fā)展與應(yīng)用1、3D打印技術(shù)對(duì)建筑行業(yè)的影響隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，使建筑行業(yè)有了新的發(fā)展動(dòng)力，對(duì)建筑行 業(yè)產(chǎn)生了極大的促進(jìn)作用。傳統(tǒng)建筑的模型制造與

6、當(dāng)前高精尖的設(shè)計(jì)需要不相適 應(yīng)，3D打印技術(shù)能夠很好的還原微縮模型的精確度，優(yōu)勢(shì)比較明顯，能夠全數(shù)字 還原不失真的立體展示以及風(fēng)洞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。如今很多設(shè)計(jì)部門的大型設(shè)置都利用 3D打印技術(shù)建設(shè)精確的建筑模型，并進(jìn)行測(cè)試工作。3D打印技術(shù)能夠很好地解 決傳統(tǒng)模型制作中污染以及浪費(fèi)等情況。3D打印技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，并且受到設(shè)計(jì)師的認(rèn)可，設(shè)計(jì)人員也在不斷的 研究3D打印技術(shù)的藝術(shù)性，上海建筑使用建筑垃圾以及玻璃纖維等打印建筑物， 3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)有很好的發(fā)展前景，將于建筑行業(yè)一同發(fā)展進(jìn)步。建筑領(lǐng)域，混凝土生產(chǎn)中會(huì)消耗大量的能源，污染比較高，會(huì)制約混凝土材 料的發(fā)展。2012年英國研究人員研制出

7、新的混凝土 3D打印技術(shù)，證明了 3D打 印技術(shù)與傳統(tǒng)建筑材料相結(jié)合是可行的4。建筑材料中，混凝土是極為重要的， 對(duì)指標(biāo)要求是十分嚴(yán)格的，3D打印技術(shù)在強(qiáng)度以及耐久性方面還有很多問題需要 解決，但是3D打印技術(shù)在分層打印等方面能夠減少材料消耗，提高其利用率， 并且使其精確度得到提升。3D打印技術(shù)能夠在很短的時(shí)間內(nèi)容將計(jì)算機(jī)中的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)體模型，減少建設(shè)的時(shí)間，同時(shí)節(jié)約人、財(cái)、物力等。3D打印技術(shù)應(yīng)用 到建筑行業(yè)中，能夠使混凝土實(shí)現(xiàn)持續(xù)化的發(fā)展進(jìn)步。3D打印技術(shù)能夠直接將建 筑單體生產(chǎn)出來，施工現(xiàn)場(chǎng)中只需要將建筑單體簡(jiǎn)單的拼接就可以，能夠使施工 的難度降低，有助于建筑的工業(yè)化發(fā)展。2012年

8、意大利研發(fā)出的3D打印機(jī)械可以應(yīng)用到大型的建筑物中，其外部結(jié) 構(gòu)與鋁桁架結(jié)構(gòu)相似，結(jié)構(gòu)質(zhì)量不大，比較靈活，在具體應(yīng)用過程中能夠有效的 拆卸、組裝以及運(yùn)輸3D打印機(jī)。3D打印機(jī)能夠打印出4米高左右的建筑物，打 印頭底部有大量的噴嘴，鎂質(zhì)黏合物質(zhì)可以通過噴嘴噴出，在鎂質(zhì)黏合物質(zhì)中可 以通過噴射砂石原料的方法鑄成石質(zhì)固體，使墻體的結(jié)構(gòu)更加安全、穩(wěn)定。使用 3D打印機(jī)，打印厚度在8mm左右，速度比較慢，打印出的建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)地比較可 靠。近些年來，開始有人在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置鋼筋等，使結(jié)構(gòu)的整體性以及可靠性 得到提升。2、建筑行業(yè)3D打印技術(shù)的發(fā)展將3D打印技術(shù)應(yīng)用到建筑行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)很好地發(fā)展進(jìn)步。在3D打印

9、技術(shù)研 究發(fā)展中，要積極應(yīng)用3D打印技術(shù)，形成建筑實(shí)體全尺寸打印技術(shù)方案，在攪 拌站中逐層打印出建筑物，但是其是有限制的，機(jī)器越大，制造的難度就越大， 并且打印的速度以及精度會(huì)受到影響，因此需要有效的控制材料、精度等問題。 研究3D打印機(jī)器人群組式集合打印技術(shù)方案5，制作很多小型的群組式機(jī)器人， 能夠同時(shí)打印不同建筑部位實(shí)體，避免3D打印機(jī)器人在大小方面的限制，使其 更好地發(fā)展完善。結(jié)束語：3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的個(gè)性化，建設(shè)出新的材料，促進(jìn)建筑行業(yè)的進(jìn)步。 我國傳統(tǒng)的建筑行業(yè)污染比較嚴(yán)重，能源消耗多，人力成本也比較高，在建筑行 業(yè)中應(yīng)用3D打印技術(shù)有著很好地發(fā)展前景。雖然3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)中發(fā)展 時(shí)間不是很長(zhǎng)，相比于傳統(tǒng)的建筑方法也更具優(yōu)勢(shì)，但是不可忽視其中也存在一 定的不足，需要進(jìn)一步完善政策、技術(shù)等，使3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)中更好的 發(fā)展，有效的解決能源、環(huán)保等問題，促進(jìn)社會(huì)實(shí)現(xiàn)和諧進(jìn)步。參考文獻(xiàn)：王子明，劉瑋.3D打印技術(shù)及其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用J.混凝土世界，2015， 01： 50-57.李冉，齊向東.3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用與研究J.電子技術(shù)與軟件工 程，2015，05： 102.肖緒文，田偉