隨著3D打印技術不斷成熟，在建筑行業應用越來越廣泛，成功案例不勝枚舉。將建筑物直接從計算機模型中“打印”出來，不僅簡化建筑過程，還能夠精確計算所需建材的數量，幾乎不產生建筑垃圾，減少能源消耗，特別是有的功能靈活便于移動使用，甚至被稱為適配“火星移民建筑”。
在德國海德堡市，號稱“歐洲最大的3D打印建筑”預計今年7月完工。據環球網報道，該建筑從今年3月31日開始施工，未來作為一個計算機服務器中心。據項目開發商介紹，3D打印機器是按照預先輸入的設計程序，像打印機那樣從噴嘴中“擠”出建筑材料，對“打印”出的建筑結構進行簡單組裝即可。可以說，這又將是3D打印技術在建筑行業的應用取得的一次重大進展。
早在2016年，全球首座使用3D打印技術建造的辦公室在迪拜國際金融中心落成。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6米高、36米長、12米寬的大型3D打印機耗時17天“打印”，施工方僅用2天完成安裝。
圖為2016年5月25日在阿拉伯聯合酋長國迪拜拍攝的全球首座3D打印辦公室。圖源：新華社
在中國，首例有居民入住的3D打印建筑由清華大學徐衛國教授和團隊完成。該團隊用“機器人3D打印混凝土”技術陸續“打印”了一座橋、一座書屋、數個公園，還為一對70后鄉村夫婦“打印”一棟住宅，建筑面積106平方米，全程僅160小時。
圖為中國河北省武家莊3D打印農宅室內外。圖源：澎湃網
那么，相比傳統的建筑方式，3D打印技術在建筑行業中的應用有哪些優勢？
首先，使用3D打印技術建造一座建筑所需的時間大大縮短。例如，上述德國南部城市海德堡正在建設中的“歐洲最大的3D打印建筑”，這座建筑占地600多平方米，傳統建造方式需現場十幾個工人同時配合工作，而使用3D打印技術建造只需要一臺大型機器設備，配備兩個人“監工”，在現場監督進度即可。
其次，3D打印技術還可以實現更高水平的精度和更大的自由度。傳統建筑方式可能會受到建筑規劃、建筑結構以及工人技能等因素的限制，而3D打印技術則可以根據設計者的意愿直接“打印”出最終建筑的模型，從而實現更高水平的設計創意和更大的自由度。
然而，建筑主體采用3D打印技術的方式也存在一些挑戰。在成本方面，專屬機器設備和原材料價格對于小型建筑企業來說必定增加建造成本，例如，上述中國首例有居民入住的3D打印建筑成本累計二十多萬人民幣，而調研本地村民的房屋大多用磚頭和夯土建成，成本大約10萬，相較之下建造成本高出一倍。在規模方面，目前還不能滿足大型建筑的需求，如高層建筑等；另外，由于大多數建筑都需要遵循嚴格的建筑標準和法規，因此3D打印建筑在這方面的應用還有待進一步的研究和實踐，對于質量和耐久性也需要進一步勘測實地使用數據佐證。
未來，隨著3D打印技術的不斷創新和進步，建筑領域的應用也將繼續擴展。例如，人們可以將3D打印技術應用于建筑維護和改造，以減少破壞和浪費的發生。通過建筑的材料研發和改進以提高建筑的穩定性和耐久性。此外，建筑設計師們還可以利用3D打印技術將更多的創意和想象付諸實踐，創造出更加具有“唯美”“功能性”“未來感”的風格建筑。相信3D打印建筑將成為建筑業發展的重要動力，為城市帶來美好意境造福人類。
參考｜央視新聞、新華社、央視頻、澎湃新聞、騰訊網、IT之家
來源：世界互聯網大會
責任編輯：李賽男
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