3D打印建筑的優(yōu)缺點(diǎn)（3d打印建筑的問題）

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2周前 ( 11-23 01:27 ) 5904 搶沙發(fā)

本篇文章給大家談?wù)?D打印建筑的優(yōu)缺點(diǎn),，以及3d打印建筑的問題對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助,，不要忘了收藏本站喔,，本文目錄一覽：，1,、,，3D打印有哪些優(yōu)點(diǎn)？,，2,、，3D打印建筑的技術(shù)簡介,，3,、，光固化3D打印的優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么呢,？,，5、,，簡要說明四種主要3D打印工藝的優(yōu)缺點(diǎn)是什么,？

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本文目錄一覽：

1,、3D打印有哪些優(yōu)點(diǎn),？
2、3D打印建筑的技術(shù)簡介
3,、光固化3D打印的優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么呢？
4,、3D打印的優(yōu)點(diǎn)是什么,？
5,、簡要說明四種主要3D打印工藝的優(yōu)缺點(diǎn)是什么,？

3D打印有哪些優(yōu)點(diǎn),？

3D打印有：提高了效率,，其一體成形的特點(diǎn)可以用于優(yōu)化復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減輕重量,、增加使用壽命,、提升性能等效果的優(yōu)點(diǎn)。

3D打印技術(shù),，即增材制造技術(shù),，可以通過不斷疊加和粘合材料層，從無到有地構(gòu)建出一個(gè)完整的功能部件,。3D打印帶來的這一轉(zhuǎn)變對(duì)制造流程和產(chǎn)品形態(tài)所產(chǎn)生的影響是巨大的,。

借助3D打印技術(shù)，制造產(chǎn)品不再需要設(shè)計(jì)或制造昂貴的模具,，設(shè)計(jì)者的創(chuàng)意可以直接通過3D打印機(jī)成為現(xiàn)實(shí),，極大降低了成本和時(shí)間。

擴(kuò)展資料

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的,。常在模具制造,、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件,。

該技術(shù)在珠寶、鞋類,、工業(yè)設(shè)計(jì),、建筑、工程和施工（AEC）,、汽車,，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育,、地理信息系統(tǒng),、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用,。

2019年1月14日,，美國加州大學(xué)圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架,，成功幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)功能,。

參考資料來源：百度百科-3D打印

參考資料來源：人民網(wǎng)-從專利視角看3D打印助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

3D打印建筑的技術(shù)簡介

美國南加州大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程教授比洛克·霍什內(nèi)維斯一直在研究一種新工藝。這種新工藝使打印技術(shù)在不到20小時(shí)的時(shí)間內(nèi)建造一幢面積2500平方英尺的建筑,。該項(xiàng)目獲得美國宇航局和美國軍方的支持和資助,。霍什內(nèi)維斯相信他的項(xiàng)目可以幫助全大約10億世界急需改善住房條件的人提供足夠住房,。他把該工藝稱為“輪廊工藝”,，并且很希望在將來某天看到成為現(xiàn)實(shí)。

“輪廊工藝“的概念在設(shè)計(jì)上很簡單,，但是實(shí)施起來相當(dāng)復(fù)雜,。該工藝由一個(gè)巨型的三維擠出機(jī)械構(gòu)成。它的操作很像我們見到的打印機(jī)操作原理,，不過有一個(gè)明顯不同的地方：它擠出是混凝土,。

在“輪廊工藝”系統(tǒng)的擠壓頭上使用齒輪傳動(dòng)裝置來為房屋創(chuàng)建基礎(chǔ)和墻壁。它的原理跟使用泥造磚極戎相似,，建成的建筑能夠抵擋地震和其他自然災(zāi)害,。霍什內(nèi)維斯稱使用該工藝不僅造價(jià)便宜,、快速建造,，而且對(duì)環(huán)境友好，建設(shè)造價(jià)和材料大幅度降低,。

隨著3D打印技術(shù)的完善,，越來越多的物品都可以由3D打印完成。截至2013年1月,，這些3D打印而成的產(chǎn)品都是小件物體,。不過，3D打印的潛力遠(yuǎn)不止可以生產(chǎn)DIY的家居物品這么簡單,。實(shí)際上,，這項(xiàng)技術(shù)甚至可以徹底顛覆傳統(tǒng)的建筑行業(yè)。2013年1月,，一位荷蘭的建筑師就表示他要用3D打印技術(shù)建造一棟建筑,。

24小時(shí)打印10間房

據(jù)《北京青年報(bào)》21日稱,，此次打印出的房子不大，最高不過兩層,，面積也就十來個(gè)平方,，墻體呈現(xiàn)出年輪蛋糕的結(jié)構(gòu),，由一層層水泥材料堆疊而成,，每層大約2厘米高。

與眾不同的墻體,，其實(shí)是用一種特殊的“油墨”,，根據(jù)電腦設(shè)計(jì)圖紙和方案，在現(xiàn)場層層疊加“噴繪”而成,。至于打印過程中的玄機(jī),，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明者，上海盈創(chuàng)裝飾集團(tuán)的董事長馬義和說,，這是他們眼下的最高機(jī)密,。不過從拍攝的打印現(xiàn)場視頻片段可以看到，一只巨大噴頭像奶油裱花一樣源源不斷噴出灰色油墨,，油墨呈“Z”字形排列,，層層疊加，很快便砌起了一面高墻,。

之后,，墻與墻之間還可像搭積木一樣壘起來，再用鋼筋水泥進(jìn)行二次“打印”灌注,，連成一體,。馬義和介紹，整個(gè)打印過程,，只需要一張圖紙,、一臺(tái)電腦、就地取材制造的足夠“油墨”,，就可以在24小時(shí)內(nèi)打印出10幢200平方米建筑,。

打印機(jī)底面積堪比籃球場

打印一張A4紙的打印機(jī)，體積已經(jīng)不小,，要打印一幢房子,，該要一臺(tái)多大的打印機(jī)？上海盈創(chuàng)裝飾集團(tuán)稱,，高6.6米,、寬10米、長32米的打印機(jī),，底面占地面積足有一個(gè)籃球場那么大,，高度足有三層樓高。且打印機(jī)長度還可以延伸，完全拉開足有150米長,。馬義和前幾年對(duì)它完成了設(shè)計(jì)研發(fā),，然后全球定制零部件，最終在蘇州工廠組裝而成,。這次現(xiàn)身青浦的3D打印房屋,，就是在蘇州打印好后搬運(yùn)到上海的。

“用3D打印機(jī)來造房,，是世界各國建筑師的夢想,。此前，俄羅斯曾發(fā)布一幢3D打印建筑,，但他們的原理是打印一個(gè)個(gè)像樂高積木一樣的配件,，然后通過組裝做成建筑的墻體；荷蘭打印了一個(gè)景觀房建筑叫莫比烏斯環(huán),，是通過用沙子和黏合劑的方式打印若干個(gè)模塊進(jìn)行組裝,，最終，也沒有打印出完整的房子,。而有了這臺(tái)打印機(jī),，就可以就地取材，制造打印‘油墨’,，打出整棟房子,。”馬義和稱,。

“油墨”取材于建筑垃圾

在大多數(shù)人概念中,，油墨肯定是液體的，“水”怎么造房子,，能住人嗎,？馬義和表示，“油墨”是一種經(jīng)過特殊玻璃纖維強(qiáng)化處理的混凝土材料,，其強(qiáng)度和使用年限大大高于鋼筋混凝土,。“空心墻體不但大大減輕了建筑本身重量,，還可以隨意填充保溫材料,，并可任意設(shè)計(jì)墻體結(jié)構(gòu)，一次性解決墻體的承重結(jié)構(gòu)問題,，因此無論是橋梁,、簡易工房、劇院,，還是賓館和居民住宅,，其建筑體的強(qiáng)度和牢度都符合且高于國家建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),。”而“油墨”擠出后會(huì)很快凝固,，保證打印機(jī)能連續(xù)打印,。

馬義和說，“如果是整棟25層的住宅樓,，只要打好地基,，僅十天半月即可完成整棟樓的建筑框架。之后安裝好門窗,，排好各類電線管道,，再由打印機(jī)打印出整體的復(fù)合地板和家具,，業(yè)主一個(gè)多月就可拎包入住” ,；“現(xiàn)在，你看中了外灘的哪棟建筑,，或者喜歡全球哪套品牌家具,，只要用照相機(jī)拍下來，將設(shè)計(jì)圖紙輸入電腦,，很快就可拷貝不走樣地打印出來,。”

3D打印優(yōu)勢：環(huán)保且成本低

打印建筑牢度怎樣,，能用多少年,？如果在將來推出3D打印住宅，有人會(huì)買嗎,？

面對(duì)這些疑問,，馬義和回答說，在他眼里,，3D打印不僅是一種全新的建筑方式,，更是一種顛覆傳統(tǒng)的建筑模式。它更加堅(jiān)固耐用,、保護(hù)環(huán)境,、高效、節(jié)能,，不僅解放人力,，還能大大降低建造成本。據(jù)他介紹,，3D打印最大亮點(diǎn)就是把建筑垃圾再利用,，同時(shí)讓新建建筑不會(huì)產(chǎn)出新的建筑垃圾?！敖窈蠼ㄖさ夭粫?huì)再是一片狼藉,，城市空氣質(zhì)量也會(huì)得到改善,。”

與傳統(tǒng)建筑行業(yè)相比,，3D打印的建筑不但建材質(zhì)量可靠,，還可節(jié)約建筑材料30%-60%、縮短工期50%-70%,、減少人工50%-80%……據(jù)他測算,，打印至少能使建筑成本降低50%以上，讓更多人住得起房子,。不過,，新型“油墨”打印的建筑，其剛度,、強(qiáng)度和耐久性等綜合性能還待進(jìn)一步驗(yàn)證,。

建筑專家質(zhì)疑原材料

創(chuàng)新值得肯定，但3D打印住宅還有很長的路要走,。

因青浦打印建筑的亮相,，這一周來馬義和成為建筑業(yè)內(nèi)的關(guān)注熱點(diǎn)。而他的下一步計(jì)劃,，將在全國尋找合作方,，在全國間隔300公里范圍內(nèi)建100家夢工廠，今后就地取材,，就地制造油墨,，就地打印,。不過,，對(duì)于如此大手筆的規(guī)劃，似乎也有人表示了擔(dān)憂,。有專家表示,，雖然在理論上運(yùn)轉(zhuǎn)良好，但當(dāng)規(guī)模變大后,，可能會(huì)突然失效,。在很長的時(shí)間里，3D打印房屋可能只會(huì)用在一些臨時(shí)建筑上,。

同濟(jì)大學(xué)建筑系教授來增祥同樣表示,，3D打印在建筑新材料開拓和建筑工藝上的創(chuàng)新探索值得稱贊，不過3D打印房屋要真正普及,，恐怕還需斟酌,。比如該3D打印“油墨”的構(gòu)成主要是高標(biāo)號(hào)水泥和玻璃纖維。而據(jù)他所知,，某些國家禁止建筑物大量使用玻璃纖維,，因?yàn)椴ＡЮw維會(huì)影響人體呼吸系統(tǒng),。高強(qiáng)度水泥未來的回收也有困難，目前我國高層住宅普遍使用的是鋼筋混凝土或全鋼結(jié)構(gòu),，其中鋼鐵可以回收,，因此傳統(tǒng)建筑材料在未來的一段時(shí)期內(nèi)依舊有很大優(yōu)勢。此外,，建筑不光有外在的形態(tài),，特別是人居住宅，更需要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu),、綜合強(qiáng)度,、剛度、防火性,、使用年限等多方面進(jìn)行綜合考量,。來增祥認(rèn)為“油墨”的承載力強(qiáng)度、耐久性等各項(xiàng)指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn),，還有待專家和有關(guān)部門的權(quán)威檢測和認(rèn)證,。

光固化3D打印的優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么呢,？

3d打印對(duì)于現(xiàn)在而言，早已不再是罕見的新聞,，在許多城市,，它已被應(yīng)用于建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域,，有的地方還有3d打印的網(wǎng)紅景點(diǎn),，如橋梁、雕像等,。與此同時(shí),，3d打印產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，最早應(yīng)用于市場的光固化3d打印機(jī)依然有其可為之處,。目前常見的光固化3d打印按其具體實(shí)現(xiàn)形式分為SLA,、DLP、LCD三種,，以LCD為例,，簡單討論其優(yōu)缺點(diǎn)。

首先,，LCD光固化3d打印機(jī)的一個(gè)很明顯的特點(diǎn),，就是具有高精度。從行業(yè)實(shí)力品牌縱維立方提供的信息來看,，旗下光固化Photon系列目前精度可達(dá)50微米,，優(yōu)于第一代SLA技術(shù),，與目前先進(jìn)的桌面DLP技術(shù)無關(guān)。光固化3d打印機(jī)可以保證打印成型后的準(zhǔn)確性,，有利于一些建筑零件的打印,。

而且，LCD和DLP技術(shù)一樣,，由于是表面成型光源,，所以一次打印多個(gè)零件不影響速度，為大規(guī)模批量生產(chǎn)提供了有利條件,。

在喜愛3D打印的用戶非常關(guān)心的價(jià)格方面,，光固化3d打印機(jī)也很經(jīng)濟(jì)，與其他3d打印機(jī)相比,，成本更容易控制,。此外，光固化3d打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,，易于組裝和維護(hù),。另外，從理論上來說,，所有的光固化樹脂都是可以兼容的,，這樣還可以省去很多麻煩。無論是從價(jià)格上看,，還是從技術(shù)方面上看,，性價(jià)比是值得一提的，這也是光固化3d打印機(jī)較為明顯的優(yōu)勢,。

當(dāng)然,，光固化3d打印機(jī)有很多的優(yōu)點(diǎn)，自然也有不足的地方,，如依然存在打印速度慢等問題,，但是隨著行業(yè)的發(fā)展，不足之處正在不斷縮小甚至消除,。如上面提到的光固化Photon,，最快速度能達(dá)到近100mm/h，這個(gè)速度已經(jīng)比最初的光固化要快好幾倍了,。技術(shù)的不斷迭代,，在未來還有望變得更快。

近幾年,，國內(nèi)的光固化3D打印已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,，也誕生了不少有實(shí)力有潛力的公司。像縱維立方品牌旗下的光固化Photon,，在光固化技術(shù)開發(fā)方面積累了非常豐富的經(jīng)驗(yàn),，在技術(shù)上也處于行業(yè)領(lǐng)先地位,。未來，光固化發(fā)展會(huì)帶來更多的驚喜和可能,。

3D打印的優(yōu)點(diǎn)是什么？

優(yōu)點(diǎn)1：制造復(fù)雜物品不增加成本

就傳統(tǒng)制造而言,，物體形狀越復(fù)雜,，制造成本越高。對(duì)3D打印機(jī)而言,，制造形狀復(fù)雜的物品成本不增加,，制造一個(gè)華麗的形狀復(fù)雜的物品并不比打印一個(gè)簡單的方塊消耗更多的時(shí)間、技能或成本,。制造復(fù)雜物品而不增加成本將打破傳統(tǒng)的定價(jià)模式,，并改變我們計(jì)算制造成本的方式。

優(yōu)點(diǎn)2：產(chǎn)品多樣化不增加成本

一臺(tái)3D打印機(jī)可以打印許多形狀,，它可以像工匠一樣每次都做出不同形狀的物品,。傳統(tǒng)的制造設(shè)備功能較少，做出的形狀種類有限,。3D打印省去了培訓(xùn)機(jī)械師或購置新設(shè)備的成本,，一臺(tái)3D打印機(jī)只需要不同的數(shù)字設(shè)計(jì)藍(lán)圖和一批新的原材料。

優(yōu)點(diǎn)3：無須組裝

3D打印能使部件一體化成型,。傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)建立在組裝線基礎(chǔ)上,，在現(xiàn)代工廠，機(jī)器生產(chǎn)出相同的零部件,，然后由機(jī)器人或工人（甚至跨洲）組裝。產(chǎn)品組成部件越多,，組裝耗費(fèi)的時(shí)間和成本就越多,。

3D打印機(jī)通過分層制造可以同時(shí)打印一扇門及上面的配套鉸鏈，不需要組裝,。省略組裝就縮短了供應(yīng)鏈,，節(jié)省在勞動(dòng)力和運(yùn)輸方面的花費(fèi)。供應(yīng)鏈越短,，污染也越少,。

優(yōu)點(diǎn)4：零時(shí)間交付

3D打印機(jī)可以按需打印。即時(shí)生產(chǎn)減少了企業(yè)的實(shí)物庫存,，企業(yè)可以根據(jù)客戶訂單使用3D打印機(jī)制造出特別的或定制的產(chǎn)品滿足客戶需求,，所以新的商業(yè)模式將成為可能。如果人們所需的物品按需就近生產(chǎn),，零時(shí)間交付式生產(chǎn)能最大限度地減少長途運(yùn)輸?shù)某杀尽?/p>

優(yōu)點(diǎn)5：設(shè)計(jì)空間無限

傳統(tǒng)制造技術(shù)和工匠制造的產(chǎn)品形狀有限,，制造形狀的能力受制于所使用的工具,。例如，傳統(tǒng)的木制車床只能制造圓形物品,，軋機(jī)只能加工用銑刀組裝的部件,，制模機(jī)僅能制造模鑄形狀。3D打印機(jī)可以突破這些局限,，開辟巨大的設(shè)計(jì)空間,，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形狀。

打印過程-三維設(shè)計(jì)

三維打印的設(shè)計(jì)過程是：先通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模,，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面,，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印,。

設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式,。一個(gè)STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高,。PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器,，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。

以上內(nèi)容參考?百度百科-3D打印