隨著科技時代的發(fā)展，大家對生活環(huán)境提出了更多樣化的追求，納米技術(shù)、生物技術(shù)、3D打印等逐漸融入建筑中。

一、3D打印

在建筑領(lǐng)域，3D打?。ㄒ卜Q為增材制造）是指逐層打印建筑材料以創(chuàng)建三維形狀的過程。

3D打印機通過 計算機輔助設(shè)計 (CAD) 或 建筑信息模型 (BIM) 程序接收設(shè)計信息，以生產(chǎn)特定組件或整個結(jié)構(gòu)。

擠壓

這種3D打印技術(shù)的工作原理是通過安裝在龍門系統(tǒng)、機械臂或起重機上的噴嘴來回分層材料。

擠壓通常由機械臂釋放聚合物或混凝土材料組成。

粉末接合

對于這種方法，粉末狀原材料是主要成分，通過粉末床熔融或粘合劑噴射來創(chuàng)建印刷品。

粉床熔融利用激光將粉末顆粒熔化到選定的物體上，一次一層。粘合劑噴射使用打印頭將液體粘合劑沉積到粉末打印床上。這種液體將粉末顆粒粘合在一起，形成印刷品的每一層。

使用粉末床融合的3D打印機可處理多種材料，包括金屬和二氧化硅，并實現(xiàn)高精度。

噴涂

冷噴涂增材制造利用高速氣體射流將建筑材料加速到基材上，并逐層重復(fù)此過程。該技術(shù)在修復(fù)腐蝕或損壞的零件時特別有效，但它也可用于形成整個部件。

這些3D打印技術(shù)中的每一種都可以與其他技術(shù)相結(jié)合。

例如，增材焊接可以在打印建筑材料時將其固化到位。這對于開發(fā)沒有基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)（例如橋梁）特別有用。

塑料、混凝土、沙子、金屬和砂漿是3D打印建筑材料中最受歡迎的選擇。

復(fù)合材料還用于模擬木材、大理石和陶瓷等材料。例如，用于3D打印的木絲通常由 70%PLA 和 30%鋸末 和其他木纖維組成。

隨著3D打印技術(shù)的進步，使用的材料將繼續(xù)多樣化。

3D打印在建筑領(lǐng)域的5大優(yōu)勢

1. 定制

3D打印機輔助施工為公司提供了比傳統(tǒng)施工更大的靈活性，可以創(chuàng)建復(fù)雜、高性能和完全定制的設(shè)計。

例如，如果客戶要求獨特的建筑設(shè)計，具有復(fù)雜的形狀或非常規(guī)的布局，則可以直接修改3D打印軟件來生產(chǎn)獨一無二的組件、建筑物和其他結(jié)構(gòu)。

2. 可持續(xù)性

在全球范圍內(nèi)，建筑行業(yè)造成了23%的空氣污染、40%的飲用水污染、40%的溫室氣體排放和50%的垃圾填埋場。

3D打印通過確保僅使用所需數(shù)量的材料來推動可持續(xù)建筑，從而節(jié)省成本并顯著減少浪費。

此外，3D打印機還可以使用回收材料，包括塑料和混凝土。

3. 效率

傳統(tǒng)建筑項目的完工時間比預(yù)期長20%，這可能導(dǎo)致高達80%的成本超支，這種情況并不罕見。

3D打印技術(shù)可加速原型制作過程，在幾小時內(nèi)打印出零件，并根據(jù)設(shè)計更改快速調(diào)整，從而將超限減少70%。

除了讓客戶滿意之外，這還使員工能夠致力于多個項目并增加收入。

4. 安全

美國職業(yè)安全與健康管理局 (OSHA) 報告稱， 每年有十分之一的工人在建筑工地受傷。

3D打印通過執(zhí)行一些最危險的現(xiàn)場任務(wù)來減少事故，從而使工人能夠承擔(dān)監(jiān)督角色。

5. 成本

3D打印可提高運營效率、提高質(zhì)量、減少浪費并降低勞動力成本。

這不僅可以確保項目保持在預(yù)算范圍內(nèi)，還可以讓客戶更滿意，并最終獲得更多回頭客。

3D打印在建筑中的5個應(yīng)用

1. 建筑模型

這些3D比例模型用于可視化設(shè)計并傳達設(shè)計意圖。

根據(jù)尺寸、復(fù)雜性和材料要求，3D打印機可以快速生成準確的建筑模型。

2. 原型

在施工中，原型是新產(chǎn)品的初步模型。

它為建筑公司提供產(chǎn)品的可視化表示，同時還支持產(chǎn)品測試并為未來的設(shè)計迭代提供信息。

3. 模板解決方案

模板提供了一種模具，可以將混凝土等建筑材料倒入其中。

該材料被固定在適當?shù)奈恢茫钡剿滩⑶易銐驁怨桃灾巫陨怼?/p>

模板解決方案對于3D打印來說是一個特別有用的應(yīng)用，因為材料很少需要持久或高度耐用。

4. 建筑物

3D打印機越來越多地生產(chǎn)整棟建筑物和其他結(jié)構(gòu)，包括臨時避難所、永久住宅和辦公室以及橋梁。

這提供了成本更低且更快的施工過程。

5. 結(jié)構(gòu)部件

當通過3D打印機生產(chǎn)完整的結(jié)構(gòu)或建筑物太困難時，公司可能會選擇打印單個組件。

制造建筑元件是一種經(jīng)濟高效、可持續(xù)且高效的特定零件生產(chǎn)方法。

二、自修復(fù)混凝土

氣凝膠是通過排除凝膠中的液體制得的。

氣凝膠是幾乎沒有重量，但是可以拉長成薄片氣凝膠織物。

在建設(shè)項目中，氣凝膠織物具有“超強隔熱”的特性。

四、透水混凝土

可以說，不斷進步的科技將使建筑更加智能化，從而給人們提供更加舒適、更加便捷的生活環(huán)境。

如何采用新技術(shù)、提高品質(zhì)，社會對建筑建材提出了新的要求。

市場對建筑業(yè)的要求也越來越高，但可以肯定的是，未來建筑將呈現(xiàn)出集美觀、舒適、實用、環(huán)保而又個性化的高科技現(xiàn)代化景象。

來源 | 北京城建科技促進會

編輯 | 葉仕平      

初審 | 呂玉婷      

終審 | 鄧中云 

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