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科技發(fā)展日新月異，不由得令人驚嘆、引人唏噓。在工業(yè)4.0的發(fā)展浪潮中，3D打印、云計(jì)算、工業(yè)機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等都在迅速發(fā)展，并在各行業(yè)中大放異彩。
對(duì)于看慣了傳統(tǒng)建造技術(shù)的人來(lái)說(shuō)，一定會(huì)對(duì)3D打印建筑特別好奇。這里所說(shuō)的3D打印，是一種快速成型技術(shù)，它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀塑料、金屬、混凝土等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體。
從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，3D打印上游為蠟、砂、塑料、金屬、石膏等其他各種材料，中游為3D打印設(shè)備及技術(shù)，下游則為建筑、制造、醫(yī)療、軍事等應(yīng)用領(lǐng)域。其實(shí)，經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，3D打印應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越多。珠寶、鞋類(lèi)、建筑、汽車(chē)、航空、醫(yī)療等領(lǐng)域，都成為了3D打印落地的幾大領(lǐng)域。
目前，建筑業(yè)仍然是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，人工成本較。采用3D打印后，打印過(guò)程基本由機(jī)器完成，極少需要人工干預(yù)。這樣一來(lái)，不僅可以節(jié)省大量人工成本，還可以有效降低施工中的傷亡事故發(fā)生的概率，進(jìn)而也就保障了施工的安全性，工程項(xiàng)目得以如期完成。
在建筑模型制作階段，3D打印技術(shù)可用于建筑模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、效果展示、建筑工程和施工(AEC)模擬。3D打印大大提高了生產(chǎn)效率，可以比其他建筑方式更容易建造出高成本曲線(xiàn)建筑和高強(qiáng)度、輕質(zhì)量的混凝土建筑物，如共享房屋。
由于采用的是一體化成型技術(shù)，3D打印出的建筑質(zhì)量也是很好的。墻體與鏤空的柵格成為一體，因而整體受力均勻，具有保溫隔熱、抵抗風(fēng)力的效果。值得注意的是，某些3D打印建筑材料強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，比起傳統(tǒng)建筑材料要有很大的優(yōu)勢(shì)。中空的“Z” 字形結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生一種三角形的穩(wěn)定支撐，從而達(dá)到較佳的抗震效果。
總結(jié)起來(lái)，3D打印在建筑設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用，不但能夠反映各類(lèi)人群對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的需求，還能夠立體地表現(xiàn)出建筑自身所具有的多元化價(jià)值。從建筑整體上分析可以看出，3D打印具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，且在建筑施工和設(shè)計(jì)中可以開(kāi)展建筑特殊性設(shè)計(jì)工作，保證工程計(jì)價(jià)的方便性，獲得比較客觀(guān)的預(yù)算，從而讓建筑項(xiàng)目負(fù)責(zé)人做好資金預(yù)算，合理制定施工方案。
基于其廣闊的發(fā)展前景，目前國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)都已進(jìn)軍3D打印市場(chǎng)。就國(guó)外而言，投資于3D打印技術(shù)研發(fā)的企業(yè)包括福特、豐田、空中巴士等企業(yè)。EOS、SLM solution、3D Systems等老牌3D打印巨頭較早布局，憑借多年的技術(shù)積累，已經(jīng)擁有了較高的市場(chǎng)份額和客戶(hù)認(rèn)知度。放眼國(guó)內(nèi)，3D打印產(chǎn)業(yè)在北京市、廣東省、浙江省、湖北省、陜西省得到較快發(fā)展。北京市3D打印研發(fā)和生產(chǎn)服務(wù)的企業(yè)已達(dá)70家以上，2018年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入超6億元。
作為新興產(chǎn)業(yè)，今后我國(guó)3D打印還應(yīng)從上游供應(yīng)、國(guó)家政策、下游應(yīng)用等方面穩(wěn)步推進(jìn)。在國(guó)家政策的推動(dòng)下，相關(guān)企業(yè)需加大對(duì)3D打印材料的研發(fā)、3D打印技術(shù)的革新和3D打印終端的應(yīng)用。相信在多方努力之下，3D打印技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、材料類(lèi)型較單一、專(zhuān)業(yè)人才缺乏等問(wèn)題都講得到妥善解決。
2020年，3D打印迎來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。從美食、美妝到玩具、航空，3D打印的創(chuàng)新型應(yīng)用正引發(fā)各界人士期待。也許在不久的將來(lái)，我們能聽(tīng)到關(guān)于3D打印技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品研制的更多好消息。
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