3D打印建筑技術(shù)的基本原理是利用3D打印技術(shù)建造房屋,和其他3D打印不同的是,它需要一個(gè)巨型的三維擠出機(jī)械,并且它擠出的是混凝土,通過與計(jì)算機(jī)相連接,將設(shè)計(jì)藍(lán)圖變成實(shí)物。雖然在概念上設(shè)計(jì)起來很簡(jiǎn)單,但實(shí)際上實(shí)施起來相當(dāng)復(fù)雜,要解決的技術(shù)問題非常多。
Enrico Dini發(fā)明了世界首臺(tái)大型建筑3D打印機(jī),這臺(tái)機(jī)器用建筑材料打印出高4米的建筑物。這臺(tái)打印機(jī)的底部有數(shù)百個(gè)噴嘴,可噴射出鎂質(zhì)黏合物,在黏合物上噴撒沙子可逐漸鑄成石質(zhì)固體,通過一層層地黏合物和沙子結(jié)合,最終形成石質(zhì)建筑物。工作狀態(tài)下三維打印機(jī)沿著水平軸梁和4個(gè)垂直柱往返移動(dòng),打印機(jī)噴頭每打印一層時(shí)僅形成5mm~10mm的厚度。打印機(jī)操作可由電腦CAD制圖軟件操控,建造完畢后建筑體的質(zhì)地類似于大理石,比混凝土的強(qiáng)度更高,并且不需要內(nèi)置鐵管進(jìn)行加固。目前,這種打印機(jī)已成功地建造出內(nèi)曲線、分割體、導(dǎo)管和中空柱等建筑結(jié)構(gòu)。由此不難看出,普通的水泥混凝土可能已經(jīng)不能適應(yīng)3D打印建筑技術(shù)的需要,混凝土組成材料和攪拌方式均需改變,以適應(yīng)3D打印建筑技術(shù)的需要。
3D打印建筑技術(shù)與傳統(tǒng)建筑相比,其優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在速度快—可比傳統(tǒng)建筑技術(shù)快10倍以上;不需要使用模板,可以大幅節(jié)約成本,并且具有低碳、綠色、環(huán)保的特點(diǎn);不需要數(shù)量龐大的建筑工人,大大提高了生產(chǎn)效率;可以非常容易地打印出其他方式很難建造的高成本曲線建筑;可以打印出強(qiáng)度更高、質(zhì)量更輕的混凝土建筑物;還可能改變建筑業(yè)的發(fā)展方向,更多地采用裝配式建筑。
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