探究3d 打印在建筑领域的应用

蒋 艳

（湖北职业技术学院，湖北 孝感 432100）

1 3D 打印技术在建筑领域的应用范畴

1.1 3D 打印技术在装饰材料领域应用

3D 打印技术目前在装饰材料领域应用比较成熟。在我国，个性化的装饰部件已经成功应用于水立方，上海世博会大会堂，国家大剧院，广州歌剧院，东方艺术中心，凤凰国际传媒中心，海南国际会展中心，三亚凤凰岛等成百上千个建筑项目中。

1.2 3D 打印技术在建筑实体中应用

3D 打印技术在建筑实体中的应用目前还处在探索，但是快速发展的阶段，真正进入商业化阶段的案例很少，但是也产生了很多重要的验证实体建筑。如，轮廓工艺，莫比乌斯环屋，月球基地，打印房屋2.0，荷兰运河屋，青浦园区打印屋等。

1.3 3D 打印技术在建筑模型中应用

在建筑业，设计师们使用3D 打印机打印建筑模型，这种方法快速、低成本、环保同时制作精美。通过3D 打印可以做到完全符合设计师的要求，节省大量的材料和时间，给业主、承包商直观的实物展现设计。大大缩短了业主和设计师，建筑师之间的沟通距离。

2 3D 打印技术在建筑领域中的应用现状

2.1 3D 打印的建筑装饰材料

位于北京是昌平区第七届国际草莓研讨会展览中心酒店综合体，它是一个包含培训中心，会展中心和一个位于传统的草莓种植和生产的农业园附近的工厂，大厦将为草莓产品园艺科学家和生产者举办各种活动，同时提供了一个思想交流和协作的地方。其使用了大量的3D 打印的建筑装饰物，白色曲线壳以不同的高度和宽度包围空间，运用SRC---一个低成本的材料形成双弧形墙壁。外墙采用筛条可操的菱形窗户，室内自然通风。

2.2 3D 打印的各式家具

如果我们运用传统工艺做出多孔透气的座椅其实是很难的，即便是我们运用比较成熟的发泡工艺,想要达到舒适平整也是不容易的。而利用3D 打印来制作这样的模型是非常方便的。一些雕花镂空的工艺，用传统的做法时间成本是非常高的，价格非常的昂贵。现在用3D 打印出来确实是方便、直观。现代家具中像一些抽屉的侧立面许多通过3D 打印出来的,许多流线型的设计也是通过3D 打印出来的。这样能够大大的节省设计师和制造者的时间成本。

2.3 3D 打印的建筑模型

3D 打印的建筑模型不仅可以给业主和客户进行直观的交流，而且可以使3D 打印发挥到淋漓尽致,使大家从抽象的图纸过渡到可以直接触摸、看到的模型。虽然现在有板构件模型，但是想要做到这种惟妙惟肖还是比较困难，而3D 打印确实能够做到整体样式精美，细节清晰的效果。

2.4 3D 打印的实体建筑

2.4.1 采用轮廓工艺的3D 打印房屋

在2006 年,荷兰发明了轮廓工艺，打印出来了很多采用轮廓工艺的3D 打印房屋。2012 年由美国航天局NASA 出资，美国南加州大学工业与系统工程系的比洛克.霍什内维斯教授做了一个3D 打印技术应用在建筑领域的电脑模拟展示。应用轮廓工艺系统，在不到20 小时的时间内就能够建造一栋面积2500 平方英尺的建筑。轮廓工艺打印出来的墙壁是空心的，虽然质量更轻，但它们的强度系数比传统房屋更高，而且节省了20%到25%的资金，25%到30%的材料和45%到55%的人工。

2.4.2 莫比乌斯环屋

来自荷兰宇宙建筑公司的加内普诺斯教授。在2003 年1月份利用3D 打印技术建造了一栋景观建筑。他将沙子和粘合剂打印成若干个模块。并将其进行组装，最终的成品采用了单流线设计，室内设计与室外设计融为一体，形成变换交错的空间。应用创新的3D 打印技术进行3d 打印制造，打印出来的莫比乌斯环屋由上下两层组成。莫比乌斯环屋在2003 年受到了世界关注,促进了3D 打印技术在建筑领域的应用。

2.4.3 国内首批3D 打印技术实用房屋

国内首批的3D 打印技术实用房屋在2014 年亮相于上海的青浦。这十栋3D 打印建筑作为当地动迁工程的办公用房，这些打印出来的建筑墙体是用建筑垃圾制成的特殊油墨，按照电脑设计的图纸和方案，由一台高6.6 米，宽10 米，长32米，展开有150 平米的大型的3D 打印机层层叠加，喷绘而成。十栋小屋的建筑过程在24 小时之内打印出来的。平均造价仅为2 到3 万。它有着方便面似的外表纹理，走进一个3D 打印的房间，我们可以看到设计的多样性可以让门窗等位置在打印过程中就预留出来，并且根据需要安装预埋件，与众不同的墙体并非钢筋水泥浇铸，而是用一种特殊的油墨，根据电脑设计图纸和方案，在现场层层叠加喷绘而成。从这个房屋我们可以看到它的中间是中空墙面，立面有一种艺术效果，中间可以填充保温材料。使房屋成为了自保温的房屋。不仅可以隔音，保温，环保，而且成本低。让业内外对其刮目相看，让我们看到了3D 打印在国内建筑领域的实际应用。

3 结语

3D 打印技术和传统建筑行业从自身角度深入研究不难,发现都存在自己的优势和劣势.就目前的发展而言,3D 打印技术想在传统的建筑行业层面平分秋色仍有很长的路要走。国内目前进行3D 打印建筑应用研究的企业并不多,未来3D 打印技术的产业化、市场化。建筑行业是一个很好的发展方向。