3D打印技术在建筑工程中的应用

3D 打印技术在建筑工程中的应用

田霏 邹明浩 张忠鑫

潍坊学院

摘要：近年来，随着我国科技强国的政策不断地推行，我国的科技得到了长足的进步和发展，与此同时3D打印技术也得到了阶段性的提升。并且随着我国城市化进程不断加快，建筑工程项目也在不断地增加，建筑工程相关项目团队亦与时俱进，不断提高自身的建筑技术水平，将3D打印技术引入到建筑工程建设中去，促进我国建筑工程的数量、质量、建造速度不断提升。

关键词：3D打印技术；建筑工程；应用

近年来，随着科学技术的发展，人们的生活发生了巨大的变化，无论是对于住房还是基本的生活标准都提出了更高的要求。与此同时，新兴的3D打印技术、纳米技术等等也逐渐出现在了人们的视野，并且不断地为人们的生活创造价值。社会是在不断更新的，我国的建筑行业也在随着社会的进步蓬勃发展。因此，3D打印技术成为了建筑工地上的常客，发挥着巨大的作用与价值。接下来本文将对3D打印技术在建筑工程中的应用进行可行性分析，希望对我国建筑工程的进一步发展有所帮助。

13D打印技术的基本原理

3D打印技术虽然说被定义为是一种高科技，但是实际上对其概念的理解还是比较容易的，本质上就是一种特殊的纸层叠定性技术，其可以最大程度上缩短物品、建筑构件甚至是建筑物本身的制作时间，从而降低制作成本，提高性价比。具体来说，3D打印技术首先需要有一个机器，这个机器的容器里有成品原材料，比如说本文主要探讨的是3D打印技术在建筑工程建设中的应用，那么在3D打印机里就会装入混凝土、水泥、金属等一些特殊的“打印材料”。然后在计算机一端，上传提前设计好的建筑工程效果图，在将计算机端与生产端连接之后，3D打印机就会开始工作，然后按照提前设计好的效果图，依据设定程序进行建造，最终快速、完整地达到预想的结果。

23D打印技术的施工工艺分析

3D打印技术的施工工艺相对来说是比较简单的，基本上与普通的打印技术原理没有什么区别，只不过是要对打印出来的实物进行立体化处理。建筑工程施工中的3D打印技术，其使用原理即是用计算机设计三维立体建筑的图纸，通过BIM管理系统，在工地现场或工地工厂输送到数字控制的大型3D建筑打印机里，在现场进行打印配筋装配，来建造符合现行规范的建筑构件和建筑体。最后一个步骤是对整个建筑的外观进行修正和整理，从而在视觉和美学等方面满足我国建筑工程建设的基本要求。3D打印技术的运用从根本上挑战的是技术以及思想方面的问题，但其工序上仍然遵循最传统的流程，可以说还是比较容易理解和把握的。

33D打印技术在建筑工程中应用的发展历程

3D打印技术尽管是在最近几年才比较盛行的，但是其出现已经有很久的时间了，可以说是经历了一个很长的发展历程。

3.13D打印技术在建筑模型方面的初步应用

3D打印技术已经有很长时间的发展历史了，但是由于工程项目建设是一个相对来说比较大的项目，所以说对其运用可能还不是特别的多，但是在其他方面的应用基本上已经达到了一种比较成熟的水平。3D打印技术的初步运用首先是在服装设计方面，服装设计师都是一些比较有想法的人，因此在设计领域他们的想法都比较大胆，会出现很多异想天开的设计，所以这个时候在服装设计领域就出现了3D打印技术，其可以在最大程度上满足设计师的需求，而且新技术的运用也使设计更加具有特色。在服装领域大展拳脚之后，3D打印技术的拥护者就更加大胆地将其引入到了更为复杂的工程项目建设领域，从而发挥其更大的价值。

3.2世界上第一座3D打印房的出现

世界上第一座3D打印房是在荷兰进行建造的，由于其是在运河旁边修建的，因此叫做运河屋。世界上早期的3D打印房屋与现在的房屋相比其坚固性还不是很高。由于当初的3D打印机技术还不够完善，对于内部放入的比较硬质的材料，机器是很难运转的，所以早期的建筑都是采用泡沫或木质材料建造而成的，虽然技术在一定程度上得到了社会的认可，但是其建造质量仍有待进一步提升。

3.3我国3D打印房的实例

国内对3D打印技术的运用首先是在上海和西安，国内的打印技术主要采用的是喷墨技术，通过层层叠加的方式为建筑建造出来一个基本的模型，然后再对其进行水泥填充进行加固，通过这样的方式建造出来的建筑物质量更高。目前运用3D打印技术建造的房屋里已经配备上了基本的办公设备，开始投入使用，可见该技术在我国的运用还是比较成熟的。

3.4采用3D打印技术建造房屋的技术亮点

前文已经提到，由于我国的3D打印技术主要运用的是喷墨技术，所以说在其发展的过程中喷墨技术是一个显而易见的亮点。但是需要注意的是，最核心的并不是技术，而是与传统的建筑方法相比，3D打印技术更加节省成本。据统计，使用3D打印技术，造价会节省将近二分之一。同时，建筑废料减少了60％，建筑人工量也减少了50%，而且原料可采用天然材料混合打印而成，这种混合材料甚至可以是周围地区的土壤以及农业生产的废料。

43D打印技术的应用优势

与传统建造技术工艺相比，3D打印技术在资源与成本消耗、建筑施工效率、人力节省、资源环保等方面有着明显的技术优势，我们可以看到3D打印建筑的巨大发展潜力，相信未来一定会有更多的3D打印建筑出现在我们的视野当中。

5结束语

总而言之，随着科学技术的发展，国家各个方面的技术运用都是不断地与时俱进、不断地更新的，当然我国的建筑工程建设也不例外，其也应该随着社会的发展不断地进行升级，建造出来符合现代社会发展要求的新型建筑。3D打印技术是目前国内比较新颖的一项技术，将3D打印技术运用于我国建筑工程建设之中可以说是一种巨大的创新，其将在很大程度上节省建设时间、节约建设成本，为促进我国工程建设又好又快地发展做出巨大贡献！

参考文献：

[1]张云,苏义坤.3D打印建筑的发展与展望[J].山西建筑,2017(12).

[2]蒋萌,李云辉,苏达.3D打印建筑——建筑业的一场革命[J].工程建设与设计,2016(11).

[3]肖绪文,田伟,苗冬梅.3D打印技术在建筑领域的应用[J].施工技术,2017(5).