這年頭,好像什么都能3D打印 小到零件,大到汽車 天上飛的,路上跑的 甚至,嘴里吃的~ 都沒(méi)有逃過(guò)這一次新的技術(shù)革命
不可忽略的是 如今3D打印已經(jīng)深入到我們生活的方方面面 衣食住行~而在這當(dāng)中最為昂貴的自然就是住 那么在造房子的這個(gè)領(lǐng)域
3D打印發(fā)展的又怎么樣呢? 打印房子不是夢(mèng)~ 早在2019年 世界首例原位3D打印雙層示范建筑就在中國(guó)亮相 整體高度7.2米
雖然長(zhǎng)得不是那么“美麗” 但是實(shí)現(xiàn)了許多技術(shù)突破
一是原位打印: 即現(xiàn)場(chǎng)直接將主體打印成型,無(wú)需二次拼裝;
二是采用輪廓工藝 即打印出的墻體是為中空的,方便添加保暖填充物;
三是首次將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到雙層建筑上 結(jié)構(gòu)難度更大。
隨后的2020年12月,印度建筑公司也用3D技術(shù)打印了一座混凝土住宅樓模型,占地面積 65 平方米。在打印過(guò)程中,該公司主要使用了丹麥公司的3D建筑打印機(jī)以及內(nèi)部開(kāi)發(fā)的混凝土混合物。雖然該模型只是一種概念驗(yàn)證。但這種住宅卻是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
噴嘴在軌道上來(lái)回運(yùn)行,由計(jì)算機(jī)控制擠壓模式,這樣就可以在需要的地方精確地鋪設(shè)一層一英寸厚的混凝土(或鋼鐵、或其他材料)。當(dāng)緩慢移動(dòng)的噴嘴到達(dá)其路徑(最長(zhǎng)可達(dá)100英尺)的末端時(shí),這一層通常已經(jīng)硬化,剛好可以在第一層的頂部再鋪上一層。一層又一層,一面家庭所需的墻就被建造起來(lái)了。通過(guò)精確的沉積圖案,噴嘴還可以為窗戶、門、公用設(shè)施管道和其他設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)留出空間。
3D打印建筑最明顯的優(yōu)點(diǎn)之一是速度快。建造一座500平方英尺(約46.45平方米)的單層住宅大約需要24小時(shí)的打印時(shí)間。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人任表示:3D打印機(jī)在建筑房子的同時(shí),會(huì)考慮到其結(jié)構(gòu)、隔熱層、墻板、內(nèi)外表面處理以及管道系統(tǒng)。而在一般情況下,這通常需要代表5、6個(gè)不同行業(yè)的20個(gè)人工作好幾天的時(shí)間。
然而不僅僅是節(jié)約時(shí)間:3D打印建筑也減少了浪費(fèi)。
基本來(lái)說(shuō)嗎,一個(gè)典型的住宅建筑工地會(huì)產(chǎn)生4噸左右的垃圾。由于常規(guī)樓板施工中使用的混凝土是均勻應(yīng)用的,無(wú)論是否需要在特定區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐,它都會(huì)被浪費(fèi)大約一半的量。這對(duì)環(huán)境的破壞尤為嚴(yán)重,因?yàn)樗嘧鳛榛炷恋闹饕煞郑s占我們二氧化碳排放量的7%。相比之下,3D打印機(jī)可以非常精確地改變結(jié)構(gòu)的厚度,只在真正需要的地方使用混凝土,這一過(guò)程被稱為拓?fù)鋬?yōu)化。 打印出來(lái)的結(jié)構(gòu)具有數(shù)字化是3D打印的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這意味著在電腦上呈現(xiàn)的設(shè)計(jì)可以直接轉(zhuǎn)換成打印機(jī)的指令。這就省去了將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成圖紙的需要,進(jìn)而減少不必要的錯(cuò)誤和麻煩,從而節(jié)約成本、減少延誤。數(shù)字化還有一個(gè)額外的好處,那就是消除了設(shè)計(jì)創(chuàng)意的障礙。建筑師可以更低的成本提供訂制或半訂制設(shè)計(jì),而無(wú)須費(fèi)心培訓(xùn)他人來(lái)執(zhí)行計(jì)劃。
那么,3D打印房屋何時(shí)能夠全面普及呢?
與普通的 3D 打印技術(shù)相比,混凝土打印技術(shù)的難度更高。首先需要確保在打印過(guò)程中,混凝土都能夠流暢地流動(dòng),這樣才能順利進(jìn)出打印機(jī),不發(fā)生堵塞,其次,打印機(jī)中擠出的混凝土又要能夠快速硬化,變得足夠牢固,只有這樣才能承受后續(xù)層次的負(fù)荷,在滿足上述要求的基礎(chǔ)上,還需要實(shí)現(xiàn)這些層與層之間的充分粘結(jié)。
此外,3D 混凝土打印還需要克服在露天環(huán)境中(工作)的一系列挑戰(zhàn),因?yàn)榄h(huán)境種的灰塵、濕度、水分、溫度等都是影響混凝土性能的變量,所以必須對(duì)這些影響因素進(jìn)行控制。換言之,若想開(kāi)發(fā)出適宜的 3D 混凝土混合物,并盡量滿足團(tuán)隊(duì)使用當(dāng)?shù)乜捎玫慕ㄖ牧系男枨螅_(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)行大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)不斷加以完善。
《科學(xué)美國(guó)人》報(bào)道稱,3D打印建筑的技術(shù)仍處于早期階段,要擴(kuò)大3D打印建筑的規(guī)模,需要在技術(shù)和監(jiān)管方面做更多的工作。對(duì)于前者,從業(yè)者還沒(méi)有找到一種從印刷機(jī)上加固混凝土的有效方法。在傳統(tǒng)建筑中,這是通過(guò)鋪設(shè)鋼筋來(lái)完成的。
目前對(duì)于3D打印建筑最大的愿景是在將來(lái)有新的混凝土配方,或是新的可擠壓材料,無(wú)須鋼筋就足夠堅(jiān)固。例如,環(huán)氧樹(shù)脂就是一個(gè)潛在的候選者,它是一種聚合物,目前用于制造建筑中的黏合劑和涂料。如果沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)、粗心大意的建筑商接觸到打印機(jī),他們的建筑可能會(huì)有倒塌的危險(xiǎn)。
雖然這項(xiàng)技術(shù)仍處于早期階段,但商業(yè)級(jí)3D打印建筑機(jī)可能會(huì)在未來(lái)十年從根本上改變建筑業(yè)。專家認(rèn)為,它們可以將施工時(shí)間縮短一半,降低多達(dá)三分之一的成本,并提供更環(huán)保、更堅(jiān)固的設(shè)計(jì),還有更大的訂制空間。根據(jù)美國(guó)北極星市場(chǎng)研究公司的數(shù)據(jù),隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展,預(yù)計(jì)到2026年,全球3D打印建筑市場(chǎng)將從2019年的460萬(wàn)美元擴(kuò)大到149億美元。
未來(lái)可期
如今的印度面臨著巨大的住房短缺問(wèn)題,印度政府的“全民住房計(jì)劃”承諾到2022年將建設(shè)2000萬(wàn)座城市住宅和3000萬(wàn)座農(nóng)村住宅。3D打印技術(shù)無(wú)疑將非常適合印度大眾住宅產(chǎn)業(yè)建設(shè)的需求和規(guī)模,但現(xiàn)在似乎還為時(shí)過(guò)早。
美國(guó)加利福尼亞的一家公司已經(jīng)向客戶提供了一系列3D打印的結(jié)構(gòu)。他們使用專有的熱固性復(fù)合材料,可以打印整個(gè)350平方英尺的工作室,然后將其放置在打好地基的建筑工地上,并可連接到其他建筑。據(jù)稱,該公司還將在今年晚些時(shí)候推出由3D打印面板制成的更大定制房屋,這些面板將交付到建筑工地并現(xiàn)場(chǎng)組裝。
除了建筑業(yè),3D打印機(jī)將越來(lái)越多地被應(yīng)用于各行各業(yè),從生產(chǎn)太陽(yáng)鏡等消費(fèi)品到汽車零部件等工業(yè)產(chǎn)品。而在教育行業(yè)中,3D建模可以用來(lái)將教育理念帶入生活,并幫助孩子們培養(yǎng)實(shí)用技能,如編程。在墨西哥,3D打印已經(jīng)在塔巴斯科州建造了一座46平方米的房子,包括廚房、起居室、浴室和兩間臥室,將向該州一些最貧窮的家庭開(kāi)放。這項(xiàng)技術(shù)在救災(zāi)中也被證明是至關(guān)重要的。據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道,2015年尼泊爾發(fā)生地震時(shí),作為救援工作的一部分,一臺(tái)安裝在路虎上的3D打印機(jī)被用來(lái)幫助修復(fù)尼泊爾的水管。
或許用不了幾年
我們就真的能住上3D打印的房子了呢
前提是……
你買的起的話~
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