探究3d 打印在建筑領域的應用

蔣 艷

（湖北職業技術學院，湖北 孝感 432100）

1 3D 打印技術在建筑領域的應用范疇

1.1 3D 打印技術在裝飾材料領域應用

3D 打印技術目前在裝飾材料領域應用比較成熟。在我國，個性化的裝飾部件已經成功應用于水立方，上海世博會大會堂，國家大劇院，廣州歌劇院，東方藝術中心，鳳凰國際傳媒中心，海南國際會展中心，三亞鳳凰島等成百上千個建筑項目中。

1.2 3D 打印技術在建筑實體中應用

3D 打印技術在建筑實體中的應用目前還處在探索，但是快速發展的階段，真正進入商業化階段的案例很少，但是也產生了很多重要的驗證實體建筑。如，輪廓工藝，莫比烏斯環屋，月球基地，打印房屋2.0，荷蘭運河屋，青浦園區打印屋等。

1.3 3D 打印技術在建筑模型中應用

在建筑業，設計師們使用3D 打印機打印建筑模型，這種方法快速、低成本、環保同時制作精美。通過3D 打印可以做到完全符合設計師的要求，節省大量的材料和時間，給業主、承包商直觀的實物展現設計。大大縮短了業主和設計師，建筑師之間的溝通距離。

2 3D 打印技術在建筑領域中的應用現狀

2.1 3D 打印的建筑裝飾材料

位于北京是昌平區第七屆國際草莓研討會展覽中心酒店綜合體，它是一個包含培訓中心，會展中心和一個位于傳統的草莓種植和生產的農業園附近的工廠，大廈將為草莓產品園藝科學家和生產者舉辦各種活動，同時提供了一個思想交流和協作的地方。其使用了大量的3D 打印的建筑裝飾物，白色曲線殼以不同的高度和寬度包圍空間，運用SRC---一個低成本的材料形成雙弧形墻壁。外墻采用篩條可操的菱形窗戶，室內自然通風。

2.2 3D 打印的各式家具

如果我們運用傳統工藝做出多孔透氣的座椅其實是很難的，即便是我們運用比較成熟的發泡工藝,想要達到舒適平整也是不容易的。而利用3D 打印來制作這樣的模型是非常方便的。一些雕花鏤空的工藝，用傳統的做法時間成本是非常高的，價格非常的昂貴。現在用3D 打印出來確實是方便、直觀。現代家具中像一些抽屜的側立面許多通過3D 打印出來的,許多流線型的設計也是通過3D 打印出來的。這樣能夠大大的節省設計師和制造者的時間成本。

2.3 3D 打印的建筑模型

3D 打印的建筑模型不僅可以給業主和客戶進行直觀的交流，而且可以使3D 打印發揮到淋漓盡致,使大家從抽象的圖紙過渡到可以直接觸摸、看到的模型。雖然現在有板構件模型，但是想要做到這種惟妙惟肖還是比較困難，而3D 打印確實能夠做到整體樣式精美，細節清晰的效果。

2.4 3D 打印的實體建筑

2.4.1 采用輪廓工藝的3D 打印房屋

在2006 年,荷蘭發明了輪廓工藝，打印出來了很多采用輪廓工藝的3D 打印房屋。2012 年由美國航天局NASA 出資，美國南加州大學工業與系統工程系的比洛克.霍什內維斯教授做了一個3D 打印技術應用在建筑領域的電腦模擬展示。應用輪廓工藝系統，在不到20 小時的時間內就能夠建造一棟面積2500 平方英尺的建筑。輪廓工藝打印出來的墻壁是空心的，雖然質量更輕，但它們的強度系數比傳統房屋更高，而且節省了20%到25%的資金，25%到30%的材料和45%到55%的人工。

2.4.2 莫比烏斯環屋

來自荷蘭宇宙建筑公司的加內普諾斯教授。在2003 年1月份利用3D 打印技術建造了一棟景觀建筑。他將沙子和粘合劑打印成若干個模塊。并將其進行組裝，最終的成品采用了單流線設計，室內設計與室外設計融為一體，形成變換交錯的空間。應用創新的3D 打印技術進行3d 打印制造，打印出來的莫比烏斯環屋由上下兩層組成。莫比烏斯環屋在2003 年受到了世界關注,促進了3D 打印技術在建筑領域的應用。

2.4.3 國內首批3D 打印技術實用房屋

國內首批的3D 打印技術實用房屋在2014 年亮相于上海的青浦。這十棟3D 打印建筑作為當地動遷工程的辦公用房，這些打印出來的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊油墨，按照電腦設計的圖紙和方案，由一臺高6.6 米，寬10 米，長32米，展開有150 平米的大型的3D 打印機層層疊加，噴繪而成。十棟小屋的建筑過程在24 小時之內打印出來的。平均造價僅為2 到3 萬。它有著方便面似的外表紋理，走進一個3D 打印的房間，我們可以看到設計的多樣性可以讓門窗等位置在打印過程中就預留出來，并且根據需要安裝預埋件，與眾不同的墻體并非鋼筋水泥澆鑄，而是用一種特殊的油墨，根據電腦設計圖紙和方案，在現場層層疊加噴繪而成。從這個房屋我們可以看到它的中間是中空墻面，立面有一種藝術效果，中間可以填充保溫材料。使房屋成為了自保溫的房屋。不僅可以隔音，保溫，環保，而且成本低。讓業內外對其刮目相看，讓我們看到了3D 打印在國內建筑領域的實際應用。

3 結語

3D 打印技術和傳統建筑行業從自身角度深入研究不難,發現都存在自己的優勢和劣勢.就目前的發展而言,3D 打印技術想在傳統的建筑行業層面平分秋色仍有很長的路要走。國內目前進行3D 打印建筑應用研究的企業并不多,未來3D 打印技術的產業化、市場化。建筑行業是一個很好的發展方向。