3D打印技术在建筑中的应用深度解密

国际金属加工网 2018年04月18日

3D打印是快速成型技术的一种,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体,形成“数字化制造”。

与传统制造业通过模具车铣机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同,3D打印将三维实体变为若干个二维平面,通过对材料处理并逐层叠加进行生产,大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力,直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件,使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

3D打印颠覆认知,改变建筑

3D打印机可分为个人级和企业级,随着级别的售价和所具有的功能各不相同,因此它们的目标受众就会有很大区别。个人级3D打印机适合个人,而企业级3D打印机则适合科研机构和大型企业。

Gartner曾公布了一份关于2012~2013年技术曲线成熟度(Hype Cycles)的报告。Gartner总结的技术成熟曲线分为五大阶段:创新触发期(Innovation Trigger),期望膨胀期(Peak of Inflated Expectations),泡沫化的谷底期(Trough of Disillusionment),稳步爬升的光明期(Slope of Enlightenment),实质生产的高峰期(Plateau of productivity)。

放眼建筑业,3D打印呈现了生产方式从人、材、机逐步到关注材、机的构成,促使直接从事生产的劳动力将不断地快速下降,劳动力成本占总成本的比例会越来越小,并促使建筑设计和建造走向无限自由。

3D打印技术势必在建筑领域掀起一场划时代的革命。近几年建筑设计中引入了工业设计尤其是航空设计领域的参数设计技术,建筑设计与工业设计的界限已经没那么分明,设计建筑和设计手机本质上已没什么区别。相比之下,传统的建筑建造技术还缺乏与参数设计相匹配的手段。

建筑史在很大程度上是设计和建造技术史,技术手段往往决定了建筑的设计表达方式,也决定了建筑的空间形式,进而成为影响建筑观念和建筑美学的重要因素。理论上,3D打印技术可以解决一切建筑建造技术问题。但在实际建造中,由于建筑相对于其它工业产品具有较大尺度,相对于传统建造技术,3D打印技术的成本高昂,让3D打印技术还仅局限于使用在建筑模型的制作中。所以,3D打印技术在建筑领域的应用门槛关键在于成本问题,但相信这一门槛的跨越只是时间问题。

3D打印技术无疑将推动制造业的数字化发展,相信在3D打印的世界里,建筑师、工程师和建筑工人将借助科技之力,将建筑与3D打印结合,完成对自然的再造,建造更加美好的生活,有趣的未来。


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