一,、3d打印建筑用的是什么材料
3d打印建筑所使用的材料是
建筑垃圾,、工業(yè)垃圾和礦山尾礦,強(qiáng)度要高于混凝土,,越是復(fù)雜豪華的建筑,,綜合成本越低,,而且品質(zhì)更好,。
假如業(yè)主對(duì)于自己的房子住久了膩了的話,,那么就可以使用專門的機(jī)器把房子“吃掉”,,然后再使用3d打印建筑技術(shù)重新建造一個(gè)房屋,這樣就可以循環(huán)使用材料而不會(huì)浪費(fèi),。
二,、3d打印建筑的優(yōu)缺點(diǎn)
1、3d打印建筑的優(yōu)點(diǎn)
(1)施工工期短,,施工過(guò)程無(wú)污染
當(dāng)前我國(guó)的3d打印機(jī)可以在一天時(shí)間內(nèi)完成10幢200平米的建筑,,這是傳統(tǒng)建筑方式所不能達(dá)到的速度,。整個(gè)“打印”過(guò)程,,只需要一臺(tái)3d打印機(jī),、一臺(tái)計(jì)算機(jī),、3人~5人以及打印所需的材料,。將圖紙錄入電腦,,根據(jù)圖紙以及相關(guān)數(shù)據(jù),,可以快速精準(zhǔn)的完成建筑墻體,、樓板的“打印”,。
(2)材料環(huán)保,,成本低
從綜合媒體對(duì)3d打印建筑的報(bào)道得知,,3d打印所需的材料是回收可利用的建筑垃圾,將其處理,、加工、分離后,,再與高強(qiáng)混凝土以一定比例相配合而形成3d打印建筑的材料,。與傳統(tǒng)的人工砌筑相比,,3d打印建筑避免了因尺寸差別而進(jìn)行材料切割所造成的浪費(fèi),。一次成型,,避免返工,。這些優(yōu)點(diǎn)在如今提倡節(jié)能減排,綠色低碳的可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)環(huán)境中是值得提倡和發(fā)展的,。3d打印的建造模式極大的減少了人工成本、運(yùn)輸成本,、管理成本等,較傳統(tǒng)建筑方式相比可降低50%,。
(3)墻體自重輕
3d打印建筑所打印出來(lái)的墻體是空心的,為保證其結(jié)構(gòu)支撐性能在中間添加“z”形支撐,。中間可添加泡沫材料以達(dá)到保溫隔熱、降噪吸聲的目的。相比鋼筋混凝土實(shí)心墻體,,3d打印建筑的墻體要輕許多,。
(4)提高質(zhì)量
3d打印的產(chǎn)品是無(wú)縫銜接的,,結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和連接強(qiáng)度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)建筑。據(jù)測(cè)算3d打印建筑結(jié)構(gòu)的最高強(qiáng)度能達(dá)到10000PSI(約合69.0MPa),,而傳統(tǒng)人工建成的建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一般只有3000PSI(約合20.7MPa)。
(5)有利于環(huán)境保護(hù)
相比其他傳統(tǒng)的建筑工藝,,3d打印建筑技術(shù)更加環(huán)保,。例如建造觀景房過(guò)程中不再需要將水泥和木材運(yùn)輸至建筑工地,,每一個(gè)設(shè)計(jì)只需要少量的原材料,,因此使用原材料減少?gòu)亩鴾p少了浪費(fèi),,并且所有材料都可以熔化回收利用。甚至可以用3d打印機(jī)打印太陽(yáng)能電池板直接鋪于房屋外層,。因此,將3d打印技術(shù)應(yīng)用于住宅產(chǎn)業(yè)化將更加有利于環(huán)境保護(hù),。
(6)降低施工作業(yè)危險(xiǎn)性
用3d打印技術(shù)建造房屋將比現(xiàn)在的建筑技術(shù)更加安全,,降低了施工現(xiàn)場(chǎng)高空墜落、坍塌,、物體打擊的事故。
(7)建造出復(fù)雜,、特殊、個(gè)性化的建筑產(chǎn)品
越復(fù)雜的東西越能凸顯出它的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),,在建筑領(lǐng)域,,當(dāng)建筑師的一些奇思妙想的設(shè)計(jì)方案用傳統(tǒng)的建筑方式無(wú)法完成時(shí),3d打印可以將其設(shè)計(jì)想法變成現(xiàn)實(shí),。無(wú)論怎樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),只要能將其圖紙畫出來(lái),,利用3d打印技術(shù)便可一次成型,解決了傳統(tǒng)建造方式無(wú)法突破的難題,。
(8)快速解決人口居住問(wèn)題
由于棚戶區(qū)的不斷膨脹,快速的城鎮(zhèn)化,,經(jīng)濟(jì)停滯蕭條,,高失業(yè)率,,貧窮,,自然災(zāi)害和社會(huì)矛盾等問(wèn)題將為整個(gè)社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重威脅,??焖俅蛴×畠r(jià)的生存空間可能是解決這個(gè)社會(huì)快速變革所帶來(lái)的人口居住問(wèn)題的部分解決方案,。理論上,3d打印的增材制造是替代棚戶區(qū)的解決方案,。成本低廉,也無(wú)需太多人工,,多數(shù)的建造過(guò)程由自動(dòng)化機(jī)器人完成。
2,、3d打印建筑的缺點(diǎn)有:
(1)材料結(jié)構(gòu)性能不確定
目前已經(jīng)問(wèn)世的3d打印建筑多數(shù)為1層~2層低矮的建筑,,少數(shù)為多層住宅,但材料的耐久性、剛度,、強(qiáng)度,、承載力極限值等重要指標(biāo)能否滿足建筑行業(yè)內(nèi)的規(guī)范還有待確定。打印出來(lái)的建筑能佇立多久,、能使用多久仍然是未知數(shù)。
(2)行業(yè)內(nèi)缺少相關(guān)規(guī)范
3d打印技術(shù)的理念提出于20世紀(jì),,在21世紀(jì)得以實(shí)現(xiàn)并加速發(fā)展,。從時(shí)間來(lái)看3d打印似乎是經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間。但3d打印建筑卻是一個(gè)全新的領(lǐng)域,,建筑行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有任何相關(guān)的規(guī)范條例。使用年限和房屋產(chǎn)權(quán)等一系列問(wèn)題都沒(méi)有部門的認(rèn)可,。
(3)建筑的表面粗糙
3d打印技術(shù)運(yùn)用逐層堆疊的原理,。打印層后,,需要在等其牙膏狀打印材料固化之后再進(jìn)行下一層打印,。通過(guò)層間緊密粘結(jié)保持墻體的整體性,。也正是因?yàn)榈讓硬牧瞎袒笊蠈硬牧喜趴梢辕B加,導(dǎo)致兩層材料之間不能光滑過(guò)度,,使得表面粗糙,并且只能形成樣式簡(jiǎn)單且單一的條紋,。若不進(jìn)行外裝及室內(nèi)裝修,會(huì)影響建筑外立面的美觀性,。
(4)技術(shù)研發(fā)還不夠成熟
3d打印技術(shù)目前還處于初級(jí)階段,,制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素之一是3d打印所消耗的材料,,因此該技術(shù)成為主流生產(chǎn)建造技術(shù)還需要各方面技術(shù)的提高,。另外3d打印耗時(shí)也是需要解決的技術(shù)難題之一,,通常打印大尺寸零件需要好幾天時(shí)間,甚至一個(gè)小的螺母也要打印十幾分鐘,,所以3d打印技術(shù)目前并不適合大批量的生產(chǎn),從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,,3d打印技術(shù)提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵還是打印耗時(shí)。同時(shí),,目前3d打印只局限于使用一種材料進(jìn)行打印,在結(jié)合多種材料進(jìn)行打印的技術(shù)水平方面還有待提高,。同時(shí),使用的電力是在工廠里的10倍,,以及還沒(méi)有找到在重量強(qiáng)度和耐久性等都很理想的材料。
(5)宏觀規(guī)劃和投入不足
我國(guó)在先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展,、工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型等規(guī)劃中對(duì)3d打印產(chǎn)業(yè)重視不足,目前我國(guó)小規(guī)模企業(yè)普遍沒(méi)有足夠的資金進(jìn)行技術(shù)研發(fā),,阻礙了這些企業(yè)掌握3d打印的核心技術(shù),,故目前將3d打印技術(shù)應(yīng)用于打印建筑還是困難重重,。
(6)技術(shù)人才的短缺
3d打印技術(shù)融合了很多學(xué)科專業(yè)知識(shí),要將3d打印技術(shù)應(yīng)用于建筑業(yè)需要培養(yǎng)型人才,,而我國(guó)目前在這方面還有些欠缺,。例如無(wú)法購(gòu)置足夠數(shù)量的設(shè)備,,應(yīng)用研究領(lǐng)域也較窄,學(xué)校教學(xué)中缺乏和3d打印技術(shù)相關(guān)課程,,政府也缺乏相應(yīng)的宣傳和培訓(xùn),。