3D打印技术在建筑业的革命：建设更为高效和可持续的未来

3D打印，也称为增材制造（AM，additive manufacturing），自几十年前该技术最初构思以来，3D打印技术在建筑领域的崛起标志着建筑业的一场革命。近年来，随着开源技术的进一步发展，3D打印越来越受欢迎，大公司和个人爱好者现在都可利用这项技术来构建从汽车零件到假肢甚至覆盖了小工具和小发明的一切。

但这项技术最好的应用之一可能也是它最不受欢迎的——建筑。

IEEE高级会员Shailaja Patil表示：“3D打印是一种快速发展的技术，有可能彻底改变建筑业。通过允许快速高效地生产复杂的建筑组件，3D打印能够在现场和场外创建高度可配置的结构。”

该技术通常涉及建筑中常用的材料，如混凝土。

IEEE高级会员Manpreet Singh Manna将3D打印描述为“一个使用计算机控制的打印机逐层构建3D项目的过程”。

Singh Manna表示，在建筑行业，3D打印尤其有益，因为它为建筑师、工程师和建筑商开辟了一个充满可能性的新世界。

此外，3D打印在建筑中的环境和经济效益不容忽视——毕竟，根据世界绿色建筑理事会（World Green Building Council，https://worldgbc.org/advancing-net-zero/embodied-carbon/#:~:text=Buildings%20are%20currently%20responsible%20for,11%25%20from%20materials%20and%20construction.）的数据，建筑施工占全球碳排放量的11%。

Patil说：“3D打印使建筑业能够提高可持续性，同时减少开支，最大限度地缩短施工时间。这项技术在建筑实践中确实可以看到更环保的潜力发展，一些公司甚至在探索用替代材料、，如泥浆、回收塑料和竹子。”

Patil表示，3D打印在建筑中的应用方式多种多样，包括：

• 组件预制：在场外制造部件，然后将其运输到需要的地方，从而减少施工时间和成本。

• 模板印刷：制作复杂的形状和设计来创建模板或模具，方便结构的铸造，有助于减少对传统模板的需求，这可能既耗时又昂贵。

• 现场制造：在建筑工地使用大型3D打印机来开发整个设计，这通常比传统的建筑方法更快、更具成本效益。
  

• 混凝土印刷：将混凝土分层印刷，以创建各种（通常是复杂的）结构，从而减少开发某些形状和设计所需的工作量。
  

当涉及到大型建筑项目时，AM可以大规模用于创建整个建筑，甚至基础设施。

Singh Manna说：“可以利用大型3D打印机开发墙壁、地板和屋顶等部件，以便现场组装。在住宅建设方面，这种方法有很多优点，包括更快的施工时间和更低的成本，但它也适用于物理基础设施——事实上，过去几年，阿姆斯特丹和孟买都使用这种方法建造了人行天桥。”

随着底层AM技术——设计软件、机器人和自动化以及材料科学——的改进，我们将能够以更高的精度和效率打印更大、更复杂的结构。

Singh Manna说：“虽然3D打印在建筑中的应用还不普遍，但它正在迅速普及。”

Patil对此表示赞同。

“3D打印在建筑和工业领域的未来令人兴奋，充满了可能性。”