▲解密3D打印机

说到打印技术，大家应该都不陌生。比如打印机，只需把文档发送给打印机，无论多少字都能快速且工整的打印出来，但打印机只能打印文字或图片等二维的信息。

如果我现在想要打印一幢真实的房子出来，可以吗？

答案是：可以！

时代在发展，科技也随之进步。打印技术也从2D进化到了3D。下面就让我们具体了解下这项技术吧！

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3D打印技术简介

3D打印技术有很多个称呼，学术上称之为快速成型技术（RapidPrototypingManufacturing，简称RPM），从制造工艺的技术上划分叫做增材制造（AdditiveManufacturing，简称AM）。它是一种以3D设计模型文件为基础，运用不同的打印技术、方式使特定的材料，通过逐层堆叠、叠加的方式来制造物体的技术。

通过图中对3D打印成品的观察，你是否对3D打印技术有更直观的了解了呢？下面我们再来了解一下3D打印技术和3D打印机的种类吧！

#现有的5种3D打印技术

1.层叠实体快速成型工艺（LOM）：即一层一层进行实体印刷打印；

2.选择性光固化快速成型工艺（SLA）：通过计算机控制激光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完成后，工作台下移一个层厚的距离，然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体模型；

3.选择性激光烧结（SLS）：预先在工作台上铺一层粉末材料，然后让激光在计算机控制下按照界面轮廓信息对实心部分粉末进行烧结，然后不断循环，层层堆积成型；

4.选择性激光烧结——塑料：与SLS工作原理相同，只是使用的材料是塑料；

5.熔融层积：熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度（即分层厚度）再成型下一层，直至形成整个实体造型。

了解了上面的知识，你能分辨出下方视频中介绍的是哪种3D打印技术吗？

▲专访立模激光，日本OPM金属粉末激光造型（金属3D打印）复合加工

#3D打印机的种类

目前国内还没有一个明确的3D打印机分类标准，但是我们可以根据设备的市场定位，将它简单的分成三类：个人级、专业级、工业级。

1.个人级3D打印机：大部分国产的3D打印机都是基于国外开源技术延伸的，由于采用了开源技术，技术成本得到了很大的压缩，因此售价在3千至1万不等，国外进口品牌个人3D打印机价格在2万—4万之间。设备打印材料都以ABS塑料或者PLA塑料为主，主要满足个人用户生活中的使用要求，因此各项技术指标都并不突出，优点在于体积小巧，性价比高。

2.专业级3D打印机：可供选择的成型技术和耗材比个人3D打印机丰富很多，设备结构和技术原理更先进自动化更高，软件的功能以及设备的稳定性也是个人3D打印机望尘莫及的。这类设备售价范围是十几万到上百万人民币。

3.工业级3D打印机：工业级的设备除了要满足材料上面的特殊性，制造大尺寸的物件等要求，更关键的是需要符合特殊应用的标准，因为这类设备制造出来的物体是直接应用的。由于很多设备是根据需求定制的，因此价格很难估量了。

#3D打印的方式

方式1：全尺寸打印。这个方向的限制较明显，建筑越大所需要的3D打印机越大，3D打印机越大，打印精度和速度就会变差。所以现阶段的单一打印主要是解决3D打印房屋的一些基本问题，如材料、控制、精度等。

方式2：分段组装式打印。即建筑的模块化，在工厂里把每块打印好，最后在现场进行组装。这个方式和我们现在的装配式建筑非常类似，都是在工厂中把建筑模块制作好，最后在现场进行组装。只不过这个方式使用的是3D打印出来的模块，装配式建筑模块是传统的制作方式制作出来的。

方式3：群组机器人集体打印装配。就是一群3D打印机像蜜蜂一样共同执行任务（比如打印整幢房屋），同全尺寸打印相比，群组3D打印机的尺寸则跟建筑尺寸无关，同时打印机的智能要求也可以大大降低。

#3D打印技术的优点

1.节省材料。不用剔除边角料，提高了材料的利用率，通过摒弃生产线而降低了成本；

2.做到很高的复杂程度。可以制造出采用传统方法制造不出来的、非常复杂的制件；

3.自动、快速、直接、精确地将计算机中的三维设计转化为实物模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效缩短了产品研发周期；

4.无需集中、固定的制造车间，具有分布式生产的特点；

5.能在数小时内成形，让设计人员和开发人员实现从平面图到实体的飞跃；

6.能打印出组装好的产品，因此，大大降低了组装成本，甚至可以挑战大规模生产方式。

#3D打印技术的缺点

1.由于成型材料种类和成本的限制，原型多为模型而非实际需要的工作零件；

2.因数据处理及制作工艺等限制，快速成型系统制作的原型很难达到与CAD设计相同的尺寸精度和实际使用要求的表面质量；

3.相同的耗材3D打印机成本高于传统工艺材料；

4.虽然现在有条件实现大尺寸的打印，但是尺寸做大以后物品变形、缺陷等精度问题也随之而来，需要实验调整材料配方和制作流程才能使其稳定；

5.与传统的生产线相比，3D打印更像个是手工工匠。在确保细节精度的情况下，使用3D打印制作一个16厘米以上的人像，通常需要大于8个小时，效率相对较低。

现在回到我们的正题，3D打印技术是如何在建筑领域应用的呢？别着急，咱们接着往下看。

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3D打印技术在建筑领域的应用

3D打印刚出现的时候，还只能打印出一些小物件；后来经过一段时间的发展，已经能够打印出稍大且更复杂的物品了；现在，这项技术甚至可以彻底颠覆传统的建筑行业。不信？那就一起来看看具体的应用案例吧。

#3D打印技术在建设方案设计阶段的应用

我们知道通过看2D图想象3D空间比较困难，它需要大量的空间想象力，但3D打印模型就不一样了！不仅看起来直观，而且能够随时有效地传达各方的意见，并进行相应的改变。

例如：在大型建筑群的开发初期，要研究“城市综合体”或“交通综合体”在完成后，如何影响周围建筑物和城市空间，最有效的方法是给出一个模型来显示完成情况3D打印技术在这方面有很大的优势。

再比如：新楼盘沙盘模型房产公司需要花几十万，找一家专业做沙盘模型企业，来给自己即将开盘的房地产做展现沙盘模型。而3D打印技术可以立即打印新楼盘的设计效果图，省掉繁杂沟通交流的过程、价格昂贵的制作成本、超长的制作时间周期等难题。

#3D打印技术在制造实体建筑方面的应用

▲3D打印房屋

▲普通房屋

这就是开头提到的话题了！我们可以通过3D打印技术建造房屋。从视觉上看，这些3D打印房屋与普通房屋有着明显的区别：它们的墙体有着类似雕饰的纹路，或横向或纵向，而整体效果宛如制作奶油蛋糕时挤出的奶油被一层一层堆叠起来。

▲德国第一栋3D打印房子

看完这段视频，你是否也在期待能够买上一套3D打印出来的房子来住呢？相信住进去感觉一定非常棒吧。

当然，作为一项新兴技术，人们对3D打印在建筑领域的应用还是有一些疑虑的。比如：打印材料的性能。作为打印建筑“油墨”的建筑材料，其抗压强度、抗折强度、耐久性等综合性能还需要进一步验证。另外，如何打印高层建筑仍然是个难题。

那么未来的3D打印建筑会是怎样的呢？

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3D打印在建筑领域未来的发展趋势

#3D打印技术在建筑设计领域的趋势

由于3D打印技术的介入，未来每一个人都可以成为设计师与自己房子的建筑者，而设计师的职能则转变为客户背后的专业指导及技术支持。

最近日本的设计师-秋吉浩气通过一座“现代合掌造”式建筑：稀人之家（まれびとの家），让我们看到了3D打印技术在建筑设计领域的未来潜力。

▲稀人之家

这座稀人之家（まれびとの家），它最大的设计特点即是“大众参与”。相信在不远的未来，通过3D打印，连平民百姓也能成为自己房子的设计者与建筑师！

#3D打印技术在制造实体建筑方面的趋势

房子对于人类来说不仅只是遮风挡雨的地方，也是人类生活的地方，每个人都希望拥有一套属于自己的房子。但是大城市的房价让人望而却步，很多人倾其一生可能也买不起一套房子。有没有什么方法可以有效解决这个问题呢？

我们看一下下面这两段小视频吧！

▲平民也能买3D打印房屋

▲给流浪者建的3D打印房屋

这两段视频告诉了我们：3D打印建筑在未来会因为其施工的方便快捷性和造价的低廉而造福人类，特别对于那些收入不高的人群来说，就是天大的福音。在未来，用3D打印技术，人手一套房不再是难题。

从目前的研究看，3D打印也许会首先在建筑构件和一些装饰性建筑方面取得新的进展。但也可能在其他的方面会发展的更快，未来会是什么样的谁也说不准，3D打印建筑还有很长的路要走。但是毋庸置疑的是，3D打印建筑一定会成为未来世界的新标杆。

参考文献：王子明、刘玮3D打印技术及其在建筑领域的应用

视频来源：YouTube

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