一、3d打印建筑用的是什么材料
3d打印建筑所使用的材料是
建筑垃圾、工業垃圾和礦山尾礦,強度(du)要高于(yu)混凝土,越(yue)是復雜(za)豪華的建筑(zhu),綜合成本越(yue)低,而且(qie)品(pin)質更好(hao)。
假(jia)如(ru)業主對(dui)于自己的房子住久(jiu)了(le)膩(ni)了(le)的話,那么(me)就(jiu)可(ke)以使用(yong)專門的機器把房子“吃(chi)掉”,然后(hou)再使用(yong)3d打印建筑技術重新(xin)建造(zao)一個房屋,這樣就(jiu)可(ke)以循環使用(yong)材料而不會浪費(fei)。
二、3d打印建筑的優缺點
1、3d打印建筑的優點
(1)施工工期短,施工過程無污染
當前(qian)我國的(de)3d打(da)印機(ji)可(ke)以(yi)在(zai)一天時(shi)間(jian)內完成(cheng)10幢200平米的(de)建筑,這是傳統建筑方(fang)式所不能達到的(de)速(su)度。整個“打(da)印”過程,只需要一臺3d打(da)印機(ji)、一臺計算(suan)機(ji)、3人~5人以(yi)及(ji)打(da)印所需的(de)材料。將圖(tu)紙(zhi)錄入電腦,根據(ju)(ju)圖(tu)紙(zhi)以(yi)及(ji)相關數據(ju)(ju),可(ke)以(yi)快速(su)精準(zhun)的(de)完成(cheng)建筑墻體、樓板的(de)“打(da)印”。
(2)材料環保,成本低
從綜(zong)合(he)媒體對3d打(da)印(yin)(yin)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)的(de)報道得知,3d打(da)印(yin)(yin)所需的(de)材料(liao)是回收可(ke)利用的(de)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)垃圾(ji),將(jiang)其(qi)處理、加工(gong)、分(fen)離后,再(zai)與高強混凝土以(yi)一(yi)定(ding)比(bi)例相配合(he)而形成3d打(da)印(yin)(yin)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)的(de)材料(liao)。與傳(chuan)統的(de)人工(gong)砌筑(zhu)(zhu)相比(bi),3d打(da)印(yin)(yin)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)避免(mian)了因尺(chi)寸差別而進行材料(liao)切割(ge)所造(zao)(zao)成的(de)浪費(fei)。一(yi)次成型,避免(mian)返(fan)工(gong)。這些優點(dian)在如今提倡(chang)(chang)節能減排,綠(lv)色低碳的(de)可(ke)持續(xu)發展的(de)社會環境中(zhong)是值得提倡(chang)(chang)和發展的(de)。3d打(da)印(yin)(yin)的(de)建(jian)(jian)造(zao)(zao)模式極(ji)大的(de)減少(shao)了人工(gong)成本、運輸成本、管理成本等,較傳(chuan)統建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)方式相比(bi)可(ke)降(jiang)低50%。
(3)墻體自重輕
3d打印建(jian)筑所打印出來的(de)墻(qiang)體是(shi)空(kong)心(xin)的(de),為保(bao)證(zheng)其結構支撐(cheng)性能在中間(jian)添(tian)加(jia)“z”形支撐(cheng)。中間(jian)可(ke)添(tian)加(jia)泡沫材(cai)料以(yi)達到保(bao)溫隔熱、降噪吸(xi)聲的(de)目的(de)。相(xiang)比鋼筋混凝土實心(xin)墻(qiang)體,3d打印建(jian)筑的(de)墻(qiang)體要輕許多。
(4)提高質量
3d打印的(de)(de)(de)產品(pin)是無縫銜接(jie)的(de)(de)(de),結(jie)(jie)構穩固性(xing)和連接(jie)強度遠高于(yu)傳(chuan)統(tong)建筑。據測算3d打印建筑結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)最(zui)高強度能達(da)到10000PSI(約合69.0MPa),而傳(chuan)統(tong)人工建成的(de)(de)(de)建筑結(jie)(jie)構強度一般只有3000PSI(約合20.7MPa)。
(5)有利于環境保護
相(xiang)比(bi)其(qi)他傳統的(de)建(jian)(jian)筑工藝,3d打印(yin)建(jian)(jian)筑技術(shu)更加環保。例(li)如(ru)建(jian)(jian)造觀(guan)景房過程(cheng)中不(bu)再(zai)需要(yao)(yao)將水(shui)泥和木(mu)材(cai)運輸(shu)至(zhi)(zhi)建(jian)(jian)筑工地,每(mei)一個設計只需要(yao)(yao)少量的(de)原(yuan)材(cai)料,因(yin)此(ci)使用(yong)原(yuan)材(cai)料減(jian)(jian)少從(cong)而減(jian)(jian)少了浪費(fei),并且所有(you)材(cai)料都可(ke)以熔(rong)化(hua)回收利(li)用(yong)。甚(shen)至(zhi)(zhi)可(ke)以用(yong)3d打印(yin)機(ji)打印(yin)太陽能電(dian)池板(ban)直接鋪于房屋外層。因(yin)此(ci),將3d打印(yin)技術(shu)應用(yong)于住宅產業(ye)化(hua)將更加有(you)利(li)于環境保護。
(6)降低施工作業危險性
用(yong)3d打印技術建造房屋將比現在的建筑技術更加安全,降低(di)了施(shi)工(gong)現場高空墜落、坍塌、物(wu)體打擊的事故。
(7)建造出復雜、特殊、個性化的建筑產品
越復雜(za)的(de)(de)(de)東西越能凸(tu)顯(xian)出(chu)它的(de)(de)(de)競爭(zheng)優勢,在建(jian)(jian)筑領域(yu),當建(jian)(jian)筑師(shi)的(de)(de)(de)一些奇思妙想(xiang)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)方案(an)用傳統的(de)(de)(de)建(jian)(jian)筑方式(shi)無法完(wan)成時,3d打(da)印(yin)可以(yi)將(jiang)其設(she)計(ji)(ji)想(xiang)法變成現實。無論怎樣復雜(za)的(de)(de)(de)結構設(she)計(ji)(ji),只要(yao)能將(jiang)其圖紙畫出(chu)來,利用3d打(da)印(yin)技術(shu)便可一次(ci)成型(xing),解決了傳統建(jian)(jian)造方式(shi)無法突破的(de)(de)(de)難題。
(8)快速解決人口居住問題
由(you)于(yu)棚戶(hu)區的(de)不(bu)斷膨脹,快(kuai)速的(de)城鎮化(hua)(hua),經濟(ji)停滯蕭條,高失業率,貧窮,自然災害和社(she)(she)(she)會矛盾(dun)等(deng)問題將為(wei)整個社(she)(she)(she)會帶來嚴重(zhong)威(wei)脅(xie)。快(kuai)速打(da)印廉價的(de)生存空間(jian)可能(neng)是解(jie)(jie)決這個社(she)(she)(she)會快(kuai)速變革所帶來的(de)人口(kou)居住問題的(de)部分解(jie)(jie)決方案(an)。理論上,3d打(da)印的(de)增材制造是替(ti)代棚戶(hu)區的(de)解(jie)(jie)決方案(an)。成本低廉,也無需太多人工(gong),多數的(de)建造過程由(you)自動化(hua)(hua)機器(qi)人完成。
2、3d打印建筑的缺點有:
(1)材料結構性能不確定
目前(qian)已經問世(shi)的3d打印建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)多(duo)數(shu)為1層(ceng)(ceng)~2層(ceng)(ceng)低矮的建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu),少數(shu)為多(duo)層(ceng)(ceng)住宅,但材料的耐久性、剛度(du)、強(qiang)度(du)、承載力極限(xian)值等重要指標(biao)能否滿足建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)行業內的規范(fan)還有待確定。打印出來(lai)的建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)能佇立多(duo)久、能使用多(duo)久仍然是未知數(shu)。
(2)行業內缺少相關規范
3d打印(yin)技術(shu)的(de)理念提出于(yu)20世紀,在21世紀得以實現并加(jia)速發展(zhan)。從時間(jian)來看(kan)3d打印(yin)似乎是(shi)經歷了很(hen)長時間(jian)。但(dan)3d打印(yin)建筑卻是(shi)一個全新的(de)領域(yu),建筑行業內還沒(mei)有任何(he)相(xiang)關的(de)規范條例。使用年限(xian)和(he)房屋產權等(deng)一系列問(wen)題都沒(mei)有部門的(de)認可。
(3)建筑的表面粗糙
3d打(da)(da)印(yin)技術運用逐(zhu)層(ceng)堆疊(die)的(de)原理。打(da)(da)印(yin)層(ceng)后(hou)(hou)(hou),需(xu)要在等(deng)其(qi)牙膏(gao)狀打(da)(da)印(yin)材(cai)料(liao)固化(hua)之后(hou)(hou)(hou)再進行(xing)下一(yi)層(ceng)打(da)(da)印(yin)。通過層(ceng)間緊密粘結(jie)保持墻體的(de)整體性。也正是因為(wei)底(di)層(ceng)材(cai)料(liao)固化(hua)之后(hou)(hou)(hou)上層(ceng)材(cai)料(liao)才(cai)可以疊(die)加,導致兩層(ceng)材(cai)料(liao)之間不能光滑(hua)過度,使得表(biao)面粗糙,并且只能形成樣式簡(jian)單(dan)且單(dan)一(yi)的(de)條紋(wen)。若不進行(xing)外裝(zhuang)(zhuang)及室內裝(zhuang)(zhuang)修,會影響(xiang)建(jian)筑(zhu)外立面的(de)美(mei)觀性。
(4)技術研發還不夠成熟
3d打(da)印(yin)技(ji)(ji)術(shu)目前(qian)還處于初級階(jie)段,制(zhi)約其發展的(de)(de)(de)關(guan)鍵因素之一(yi)是3d打(da)印(yin)所消(xiao)耗的(de)(de)(de)材料,因此該技(ji)(ji)術(shu)成(cheng)為(wei)主流(liu)生(sheng)產建(jian)造(zao)技(ji)(ji)術(shu)還需要各(ge)方(fang)面(mian)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)。另(ling)外3d打(da)印(yin)耗時(shi)也(ye)是需要解(jie)決(jue)的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)難題之一(yi),通(tong)常打(da)印(yin)大尺寸(cun)零件需要好幾天時(shi)間(jian),甚至一(yi)個小(xiao)的(de)(de)(de)螺母也(ye)要打(da)印(yin)十幾分鐘,所以(yi)(yi)3d打(da)印(yin)技(ji)(ji)術(shu)目前(qian)并不適合大批量的(de)(de)(de)生(sheng)產,從長(chang)遠來看,3d打(da)印(yin)技(ji)(ji)術(shu)提(ti)高(gao)生(sheng)產效(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)關(guan)鍵還是打(da)印(yin)耗時(shi)。同(tong)時(shi),目前(qian)3d打(da)印(yin)只局(ju)限于使用(yong)(yong)一(yi)種材料進行打(da)印(yin),在(zai)結合多種材料進行打(da)印(yin)的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)水平方(fang)面(mian)還有待提(ti)高(gao)。同(tong)時(shi),使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)電(dian)力是在(zai)工廠里的(de)(de)(de)10倍,以(yi)(yi)及(ji)還沒有找到在(zai)重量強(qiang)度和耐久性等都很(hen)理想的(de)(de)(de)材料。
(5)宏觀規劃和投入不足
我(wo)國在先進制(zhi)造業的發展、工(gong)業化生產轉型等規(gui)劃(hua)中對3d打(da)印產業重視(shi)不足(zu),目(mu)前我(wo)國小規(gui)模(mo)企業普遍沒有(you)足(zu)夠的資金進行(xing)技(ji)術研(yan)發,阻礙了這些企業掌握3d打(da)印的核心技(ji)術,故目(mu)前將3d打(da)印技(ji)術應(ying)用于打(da)印建筑還是困難重重。
(6)技術人才的短缺
3d打印技(ji)術融合了很多學科專業知識,要將3d打印技(ji)術應(ying)用于建筑(zhu)業需要培(pei)養(yang)型(xing)人才,而(er)我國目(mu)前在這方(fang)面(mian)還有些欠缺(que)。例如無法購置足夠數量(liang)的(de)設備,應(ying)用研(yan)究領域(yu)也(ye)較窄,學校教學中缺(que)乏和3d打印技(ji)術相關課程,政府也(ye)缺(que)乏相應(ying)的(de)宣傳和培(pei)訓。