打印建筑的3D打印机,原理和一般的打印机是一样的,根据电脑设计图纸和方案,由电脑操控一个巨大喷口喷射出材料,喷头像奶油裱花一样,呈“Z”字形排列,层层叠加,很快便砌起了一面高墙。之后,墙与墙之间还可像搭积木一样垒起来,再用钢筋水泥进行二次“打印”灌注,连成一体。
3D打印建筑所使用的材料是一种经过特殊玻璃纤维强化处理的混凝土材料,其强度和使用年限大大高于钢筋混凝土。
其原料主要是建筑垃圾、工业垃圾和矿山尾矿,另外的材料主要是水泥和钢筋,还有特殊的助剂。
建筑模块化,在工厂里每块打印好,最后一起现场组装。好处是解决了房子尺寸的限制,缺点是现场的组装工作又涉及到劳动密集型,提高了成本。
就是把3D打印机往大了造,所谓人有多大胆,地有多大产。机器一个比一个大,所以也比较粗糙。这个方向的限制很明显:机器越大越难制造,更重要的是机器越大,打印精度和打印速度 就会越差。所以现阶段的单一打印主要是解决3D打印房屋的一些基本问题:材料,控制,精度等。
一堆小机器人共同执行任务,这样机器人的尺寸跟房屋尺寸无关,在三维中协调工作。
3D打印能更简单的实现结构复杂的建筑,为建筑结构的创新提供了更多的可能性。目前国内外已经出现了许多3D打印奇特造型建筑的例子。
利用3D打印技术建造一个小型建筑只需要1-2天,如果是整栋的住宅楼,只要打好地基,仅十天半月即可完成整栋楼的建筑框架。
3D打印建筑用的原料主要水泥、骨料、玻璃纤维还有特殊的助剂,不会产生大规模的建筑垃圾,今后建筑工地不会再是一片狼藉,城市空气质量也会得到改善。
与传统建筑行业相比,3D打印的建筑可节约30%-60%的建筑材料,并且缩短工期50%-70%、减少人工50%-80%,据测算,3D打印至少能使建筑的成本降低50%以上。
可能每个人都会借助3D打印技术成为小小建筑师,轻松打理自己设计的空间,对于住宅来说,开发商提供户型的3D模型,用户可以通过软件自行设计,同时直观地看到效果。
如果3D打印时代来临,设计师想要保护自己的版权将变得非常困难,许多模型都可以下载盗版并进行分享,虽然这现在还不是个大问题,但这一天早晚会来临。
3D打印机所消耗的电力能源非常巨大,所需电能是传统铸造方法和加工方法的好几百倍之多,3D打印机并不会在短时间内减少我们对煤电能源的使用。
最大的问题还是责任划分的问题,如果3D打印建筑发生了上述种种问题,那么谁应该承担这个责任呢?
建筑不光有外在的形态,特别是人居住宅,更需要对内部结构、综合强度、刚度、防火性、使用年限等多方面进行综合考量,新型材料打印的建筑,其刚度、强度和耐久性等综合性能还待进一步验证。
3D打印建筑的构成主要是高标号水泥和玻璃纤维,而某些国家禁止建筑大量使用玻璃纤维,因为玻璃纤维会影响人体呼吸系统,这些粒子可以在人体的肺部、血管中沉积下来,会影响到人体健康,高强度水泥未来的回收也有困难。
近日,乌克兰初创公司PassivDom推出了独立的节能3D打印房,并希望用该理念改变房屋市场。PassivDom的房子是模块化的,多个单元组装在一起可形成一个更大的建筑,售价在29900欧元到64900欧元之间。
从上方看,俄罗斯小镇Stupino上最新建造的一所房子就像经常在天气图上使用的一个飓风符号。这个形状非常恰当,因为房子本身就是以飓风的速度建成的——一共只花了24小时。