隨著3D打印技術(shù)不斷成熟，在建筑行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，成功案例不勝枚舉。將建筑物直接從計(jì)算機(jī)模型中“打印”出來(lái)，不僅簡(jiǎn)化建筑過(guò)程，還能夠精確計(jì)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(dòng)使用，甚至被稱(chēng)為適配“火星移民建筑”。

在德國(guó)海德堡市，號(hào)稱(chēng)“歐洲最大的3D打印建筑”預(yù)計(jì)今年7月完工。據(jù)環(huán)球網(wǎng)報(bào)道，該建筑從今年3月31日開(kāi)始施工，未來(lái)作為一個(gè)計(jì)算機(jī)服務(wù)器中心。據(jù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商介紹，3D打印機(jī)器是按照預(yù)先輸入的設(shè)計(jì)程序，像打印機(jī)那樣從噴嘴中“擠”出建筑材料，對(duì)“打印”出的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單組裝即可?？梢哉f(shuō)，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(jìn)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(guó)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(tái)6米高、36米長(zhǎng)、12米寬的大型3D打印機(jī)耗時(shí)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(zhǎng)國(guó)迪拜拍攝的全球首座3D打印辦公室。圖源：新華社

在中國(guó)，首例有居民入住的3D打印建筑由清華大學(xué)徐衛(wèi)國(guó)教授和團(tuán)隊(duì)完成。該團(tuán)隊(duì)用“機(jī)器人3D打印混凝土”技術(shù)陸續(xù)“打印”了一座橋、一座書(shū)屋、數(shù)個(gè)公園，還為一對(duì)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(shí)。

圖為中國(guó)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(shì)？

首先，使用3D打印技術(shù)建造一座建筑所需的時(shí)間大大縮短。例如，上述德國(guó)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(chǎng)十幾個(gè)工人同時(shí)配合工作，而使用3D打印技術(shù)建造只需要一臺(tái)大型機(jī)器設(shè)備，配備兩個(gè)人“監(jiān)工”，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督進(jìn)度即可。

其次，3D打印技術(shù)還可以實(shí)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(huì)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(jì)者的意愿直接“打印”出最終建筑的模型，從而實(shí)現(xiàn)更高水平的設(shè)計(jì)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(zhuān)屬機(jī)器設(shè)備和原材料價(jià)格對(duì)于小型建筑企業(yè)來(lái)說(shuō)必定增加建造成本，例如，上述中國(guó)首例有居民入住的3D打印建筑成本累計(jì)二十多萬(wàn)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(wàn)，相較之下建造成本高出一倍。在規(guī)模方面，目前還不能滿(mǎn)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(yán)格的建筑標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，因此3D打印建筑在這方面的應(yīng)用還有待進(jìn)一步的研究和實(shí)踐，對(duì)于質(zhì)量和耐久性也需要進(jìn)一步勘測(cè)實(shí)地使用數(shù)據(jù)佐證。

未來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，建筑領(lǐng)域的應(yīng)用也將繼續(xù)擴(kuò)展。例如，人們可以將3D打印技術(shù)應(yīng)用于建筑維護(hù)和改造，以減少破壞和浪費(fèi)的發(fā)生。通過(guò)建筑的材料研發(fā)和改進(jìn)以提高建筑的穩(wěn)定性和耐久性。此外，建筑設(shè)計(jì)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(shí)踐，創(chuàng)造出更加具有“唯美”“功能性”“未來(lái)感”的風(fēng)格建筑。相信3D打印建筑將成為建筑業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，為城市帶?lái)美好意境造福人類(lèi)。

參考｜央視新聞、新華社、央視頻、澎湃新聞、騰訊網(wǎng)、IT之家

來(lái)源：世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)

責(zé)任編輯：李賽男