3D打印建筑的優(yōu)缺點（3d打印建筑的問題）

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 2周前 ( 11-23 01:27 ) 5904 搶沙發(fā)

本篇文章給大家談?wù)?D打印建筑的優(yōu)缺點，以及3d打印建筑的問題對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔，本文目錄一覽：，1、，3D打印有哪些優(yōu)點？，2、，3D打印建筑的技術(shù)簡介，3、，光固化3D打印的優(yōu)缺點分別是什么呢？，5、，簡要說明四種主要3D打印工藝的優(yōu)缺點是什么？

本篇文章給大家談?wù)?D打印建筑的優(yōu)缺點，以及3d打印建筑的問題對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄一覽：

1、3D打印有哪些優(yōu)點？
2、3D打印建筑的技術(shù)簡介
3、光固化3D打印的優(yōu)缺點分別是什么呢？
4、3D打印的優(yōu)點是什么？
5、簡要說明四種主要3D打印工藝的優(yōu)缺點是什么？

3D打印有哪些優(yōu)點？

3D打印有：提高了效率，其一體成形的特點可以用于優(yōu)化復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)，從而達到減輕重量、增加使用壽命、提升性能等效果的優(yōu)點。

3D打印技術(shù)，即增材制造技術(shù)，可以通過不斷疊加和粘合材料層，從無到有地構(gòu)建出一個完整的功能部件。3D打印帶來的這一轉(zhuǎn)變對制造流程和產(chǎn)品形態(tài)所產(chǎn)生的影響是巨大的。

借助3D打印技術(shù)，制造產(chǎn)品不再需要設(shè)計或制造昂貴的模具，設(shè)計者的創(chuàng)意可以直接通過3D打印機成為現(xiàn)實，極大降低了成本和時間。

擴展資料

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。

該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，成功幫助大鼠恢復(fù)了運動功能。

參考資料來源：百度百科-3D打印

參考資料來源：人民網(wǎng)-從專利視角看3D打印助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

3D打印建筑的技術(shù)簡介

美國南加州大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程教授比洛克·霍什內(nèi)維斯一直在研究一種新工藝。這種新工藝使打印技術(shù)在不到20小時的時間內(nèi)建造一幢面積2500平方英尺的建筑。該項目獲得美國宇航局和美國軍方的支持和資助?；羰矁?nèi)維斯相信他的項目可以幫助全大約10億世界急需改善住房條件的人提供足夠住房。他把該工藝稱為“輪廊工藝”，并且很希望在將來某天看到成為現(xiàn)實。

“輪廊工藝“的概念在設(shè)計上很簡單，但是實施起來相當(dāng)復(fù)雜。該工藝由一個巨型的三維擠出機械構(gòu)成。它的操作很像我們見到的打印機操作原理，不過有一個明顯不同的地方：它擠出是混凝土。

在“輪廊工藝”系統(tǒng)的擠壓頭上使用齒輪傳動裝置來為房屋創(chuàng)建基礎(chǔ)和墻壁。它的原理跟使用泥造磚極戎相似，建成的建筑能夠抵擋地震和其他自然災(zāi)害。霍什內(nèi)維斯稱使用該工藝不僅造價便宜、快速建造，而且對環(huán)境友好，建設(shè)造價和材料大幅度降低。

隨著3D打印技術(shù)的完善，越來越多的物品都可以由3D打印完成。截至2013年1月，這些3D打印而成的產(chǎn)品都是小件物體。不過，3D打印的潛力遠不止可以生產(chǎn)DIY的家居物品這么簡單。實際上，這項技術(shù)甚至可以徹底顛覆傳統(tǒng)的建筑行業(yè)。2013年1月，一位荷蘭的建筑師就表示他要用3D打印技術(shù)建造一棟建筑。

24小時打印10間房

據(jù)《北京青年報》21日稱，此次打印出的房子不大，最高不過兩層，面積也就十來個平方，墻體呈現(xiàn)出年輪蛋糕的結(jié)構(gòu)，由一層層水泥材料堆疊而成，每層大約2厘米高。

與眾不同的墻體，其實是用一種特殊的“油墨”，根據(jù)電腦設(shè)計圖紙和方案，在現(xiàn)場層層疊加“噴繪”而成。至于打印過程中的玄機，這項技術(shù)的發(fā)明者，上海盈創(chuàng)裝飾集團的董事長馬義和說，這是他們眼下的最高機密。不過從拍攝的打印現(xiàn)場視頻片段可以看到，一只巨大噴頭像奶油裱花一樣源源不斷噴出灰色油墨，油墨呈“Z”字形排列，層層疊加，很快便砌起了一面高墻。

之后，墻與墻之間還可像搭積木一樣壘起來，再用鋼筋水泥進行二次“打印”灌注，連成一體。馬義和介紹，整個打印過程，只需要一張圖紙、一臺電腦、就地取材制造的足夠“油墨”，就可以在24小時內(nèi)打印出10幢200平方米建筑。

打印機底面積堪比籃球場

打印一張A4紙的打印機，體積已經(jīng)不小，要打印一幢房子，該要一臺多大的打印機？上海盈創(chuàng)裝飾集團稱，高6.6米、寬10米、長32米的打印機，底面占地面積足有一個籃球場那么大，高度足有三層樓高。且打印機長度還可以延伸，完全拉開足有150米長。馬義和前幾年對它完成了設(shè)計研發(fā)，然后全球定制零部件，最終在蘇州工廠組裝而成。這次現(xiàn)身青浦的3D打印房屋，就是在蘇州打印好后搬運到上海的。

“用3D打印機來造房，是世界各國建筑師的夢想。此前，俄羅斯曾發(fā)布一幢3D打印建筑，但他們的原理是打印一個個像樂高積木一樣的配件，然后通過組裝做成建筑的墻體；荷蘭打印了一個景觀房建筑叫莫比烏斯環(huán)，是通過用沙子和黏合劑的方式打印若干個模塊進行組裝，最終，也沒有打印出完整的房子。而有了這臺打印機，就可以就地取材，制造打印‘油墨’，打出整棟房子。”馬義和稱。

“油墨”取材于建筑垃圾

在大多數(shù)人概念中，油墨肯定是液體的，“水”怎么造房子，能住人嗎？馬義和表示，“油墨”是一種經(jīng)過特殊玻璃纖維強化處理的混凝土材料，其強度和使用年限大大高于鋼筋混凝土?！翱招膲w不但大大減輕了建筑本身重量，還可以隨意填充保溫材料，并可任意設(shè)計墻體結(jié)構(gòu)，一次性解決墻體的承重結(jié)構(gòu)問題，因此無論是橋梁、簡易工房、劇院，還是賓館和居民住宅，其建筑體的強度和牢度都符合且高于國家建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！倍坝湍睌D出后會很快凝固，保證打印機能連續(xù)打印。

馬義和說，“如果是整棟25層的住宅樓，只要打好地基，僅十天半月即可完成整棟樓的建筑框架。之后安裝好門窗，排好各類電線管道，再由打印機打印出整體的復(fù)合地板和家具，業(yè)主一個多月就可拎包入住” ；“現(xiàn)在，你看中了外灘的哪棟建筑，或者喜歡全球哪套品牌家具，只要用照相機拍下來，將設(shè)計圖紙輸入電腦，很快就可拷貝不走樣地打印出來?！?/p>

3D打印優(yōu)勢：環(huán)保且成本低

打印建筑牢度怎樣，能用多少年？如果在將來推出3D打印住宅，有人會買嗎？

面對這些疑問，馬義和回答說，在他眼里，3D打印不僅是一種全新的建筑方式，更是一種顛覆傳統(tǒng)的建筑模式。它更加堅固耐用、保護環(huán)境、高效、節(jié)能，不僅解放人力，還能大大降低建造成本。據(jù)他介紹，3D打印最大亮點就是把建筑垃圾再利用，同時讓新建建筑不會產(chǎn)出新的建筑垃圾?！敖窈蠼ㄖさ夭粫偈且黄墙?，城市空氣質(zhì)量也會得到改善。”

與傳統(tǒng)建筑行業(yè)相比，3D打印的建筑不但建材質(zhì)量可靠，還可節(jié)約建筑材料30%-60%、縮短工期50%-70%、減少人工50%-80%……據(jù)他測算，打印至少能使建筑成本降低50%以上，讓更多人住得起房子。不過，新型“油墨”打印的建筑，其剛度、強度和耐久性等綜合性能還待進一步驗證。

建筑專家質(zhì)疑原材料

創(chuàng)新值得肯定，但3D打印住宅還有很長的路要走。

因青浦打印建筑的亮相，這一周來馬義和成為建筑業(yè)內(nèi)的關(guān)注熱點。而他的下一步計劃，將在全國尋找合作方，在全國間隔300公里范圍內(nèi)建100家夢工廠，今后就地取材，就地制造油墨，就地打印。不過，對于如此大手筆的規(guī)劃，似乎也有人表示了擔(dān)憂。有專家表示，雖然在理論上運轉(zhuǎn)良好，但當(dāng)規(guī)模變大后，可能會突然失效。在很長的時間里，3D打印房屋可能只會用在一些臨時建筑上。

同濟大學(xué)建筑系教授來增祥同樣表示，3D打印在建筑新材料開拓和建筑工藝上的創(chuàng)新探索值得稱贊，不過3D打印房屋要真正普及，恐怕還需斟酌。比如該3D打印“油墨”的構(gòu)成主要是高標(biāo)號水泥和玻璃纖維。而據(jù)他所知，某些國家禁止建筑物大量使用玻璃纖維，因為玻璃纖維會影響人體呼吸系統(tǒng)。高強度水泥未來的回收也有困難，目前我國高層住宅普遍使用的是鋼筋混凝土或全鋼結(jié)構(gòu)，其中鋼鐵可以回收，因此傳統(tǒng)建筑材料在未來的一段時期內(nèi)依舊有很大優(yōu)勢。此外，建筑不光有外在的形態(tài)，特別是人居住宅，更需要對內(nèi)部結(jié)構(gòu)、綜合強度、剛度、防火性、使用年限等多方面進行綜合考量。來增祥認為“油墨”的承載力強度、耐久性等各項指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，還有待專家和有關(guān)部門的權(quán)威檢測和認證。

光固化3D打印的優(yōu)缺點分別是什么呢？

3d打印對于現(xiàn)在而言，早已不再是罕見的新聞，在許多城市，它已被應(yīng)用于建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域，有的地方還有3d打印的網(wǎng)紅景點，如橋梁、雕像等。與此同時，3d打印產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，最早應(yīng)用于市場的光固化3d打印機依然有其可為之處。目前常見的光固化3d打印按其具體實現(xiàn)形式分為SLA、DLP、LCD三種，以LCD為例，簡單討論其優(yōu)缺點。

首先，LCD光固化3d打印機的一個很明顯的特點，就是具有高精度。從行業(yè)實力品牌縱維立方提供的信息來看，旗下光固化Photon系列目前精度可達50微米，優(yōu)于第一代SLA技術(shù)，與目前先進的桌面DLP技術(shù)無關(guān)。光固化3d打印機可以保證打印成型后的準(zhǔn)確性，有利于一些建筑零件的打印。

而且，LCD和DLP技術(shù)一樣，由于是表面成型光源，所以一次打印多個零件不影響速度，為大規(guī)模批量生產(chǎn)提供了有利條件。

在喜愛3D打印的用戶非常關(guān)心的價格方面，光固化3d打印機也很經(jīng)濟，與其他3d打印機相比，成本更容易控制。此外，光固化3d打印機結(jié)構(gòu)簡單，易于組裝和維護。另外，從理論上來說，所有的光固化樹脂都是可以兼容的，這樣還可以省去很多麻煩。無論是從價格上看，還是從技術(shù)方面上看，性價比是值得一提的，這也是光固化3d打印機較為明顯的優(yōu)勢。

當(dāng)然，光固化3d打印機有很多的優(yōu)點，自然也有不足的地方，如依然存在打印速度慢等問題，但是隨著行業(yè)的發(fā)展，不足之處正在不斷縮小甚至消除。如上面提到的光固化Photon，最快速度能達到近100mm/h，這個速度已經(jīng)比最初的光固化要快好幾倍了。技術(shù)的不斷迭代，在未來還有望變得更快。

近幾年，國內(nèi)的光固化3D打印已經(jīng)取得了很大的進步，也誕生了不少有實力有潛力的公司。像縱維立方品牌旗下的光固化Photon，在光固化技術(shù)開發(fā)方面積累了非常豐富的經(jīng)驗，在技術(shù)上也處于行業(yè)領(lǐng)先地位。未來，光固化發(fā)展會帶來更多的驚喜和可能。

3D打印的優(yōu)點是什么？

優(yōu)點1：制造復(fù)雜物品不增加成本

就傳統(tǒng)制造而言，物體形狀越復(fù)雜，制造成本越高。對3D打印機而言，制造形狀復(fù)雜的物品成本不增加，制造一個華麗的形狀復(fù)雜的物品并不比打印一個簡單的方塊消耗更多的時間、技能或成本。制造復(fù)雜物品而不增加成本將打破傳統(tǒng)的定價模式，并改變我們計算制造成本的方式。

優(yōu)點2：產(chǎn)品多樣化不增加成本

一臺3D打印機可以打印許多形狀，它可以像工匠一樣每次都做出不同形狀的物品。傳統(tǒng)的制造設(shè)備功能較少，做出的形狀種類有限。3D打印省去了培訓(xùn)機械師或購置新設(shè)備的成本，一臺3D打印機只需要不同的數(shù)字設(shè)計藍圖和一批新的原材料。

優(yōu)點3：無須組裝

3D打印能使部件一體化成型。傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)建立在組裝線基礎(chǔ)上，在現(xiàn)代工廠，機器生產(chǎn)出相同的零部件，然后由機器人或工人（甚至跨洲）組裝。產(chǎn)品組成部件越多，組裝耗費的時間和成本就越多。

3D打印機通過分層制造可以同時打印一扇門及上面的配套鉸鏈，不需要組裝。省略組裝就縮短了供應(yīng)鏈，節(jié)省在勞動力和運輸方面的花費。供應(yīng)鏈越短，污染也越少。

優(yōu)點4：零時間交付

3D打印機可以按需打印。即時生產(chǎn)減少了企業(yè)的實物庫存，企業(yè)可以根據(jù)客戶訂單使用3D打印機制造出特別的或定制的產(chǎn)品滿足客戶需求，所以新的商業(yè)模式將成為可能。如果人們所需的物品按需就近生產(chǎn)，零時間交付式生產(chǎn)能最大限度地減少長途運輸?shù)某杀尽?/p>

優(yōu)點5：設(shè)計空間無限

傳統(tǒng)制造技術(shù)和工匠制造的產(chǎn)品形狀有限，制造形狀的能力受制于所使用的工具。例如，傳統(tǒng)的木制車床只能制造圓形物品，軋機只能加工用銑刀組裝的部件，制模機僅能制造模鑄形狀。3D打印機可以突破這些局限，開辟巨大的設(shè)計空間，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形狀。

打印過程-三維設(shè)計

三維打印的設(shè)計過程是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機逐層打印。

設(shè)計軟件和打印機之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。

以上內(nèi)容參考?百度百科-3D打印