3D打印的基本現狀。
3D打印是快速成型技術其中一個分支,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料、纖維等原料,然后逐層打印,最終構造物體的技術。目前3D打印技術在快速發展,從早期的打印個簡單的玩具,到后來打印人體器官,到今天可以打印房屋了。(早在2012年11月,蘇格蘭科學家用3D打印機通過人體細胞第一次打印出了人造肝臟組織。2019年,以色列某大學科學家更是利用3D打印技術打印出了“完整”的心臟)。
3D打印的過程簡單地說分三步:第一,計算機建模軟件建模,第二步,將建成的三維模型“分區”成逐層的截面,第三步,指導打印機逐層打印。
3D打印的建筑其實大家見過,只是不知道是3D打印的,比如在慶祝建國70周年大會群眾隊伍中,“奮進上海”彩車上的中共一大會址、自貿區、陸家嘴等微縮建筑模型都是由3D打印技術制造的,如下圖所示。
3D打印建筑在我國。
3D打印房屋的技術在我國突飛猛進。今年,在廣州市白云區太和鎮,廣州某供電局用現場建筑3D打印技術建設出來配電房,逐層的地擠出整齊的混凝土。只需要10分鐘,配電房墻體的高度就能提升6公分。這個3D打印的配電房建成后將緩解白山村目前供用電緊張情況。印證了能解決實際問題的技術才是好技術。
我們再看看國外。
就在上個月美加州一個創業公司叫做(大力建筑)Mighty Buildings,主營業務為3D打印房屋建筑技術方案,已從投資者獲得了多達3000萬美元(約2.1億人民幣)投資。24小時之內,他們便可以3D打印一個32平米的房屋單元,把完成的房屋運輸到適合的地方,直接吊裝,就擁有了一個家。而這樣一個32平米的3D打印房屋售價80萬人民幣。這還只是房屋價格,不含土地價格。目前3D打印的房屋受到價格成本高的限制,還不能大規模普及。同時,3D打印建筑量產其實還有其他限制因素。
3D打印的不足。
1.現在的3D打印建筑機器都比較大,機器大了,機器本身的制造難度和制作成本都在上升。目前來看,機器越大,打印的細節就反而越差。
2. 3D打印模塊化,把每個配件提前打印好,最后一起現場組裝。好處是解決了房子尺寸的限制,缺點是現場的組裝工作又涉及會回到勞動密集型,提高了成本。
3.技術還不成熟,噱頭感強。 3D打印更善于打印單體小體積建筑,而如今的建筑都往摩天大樓化發展,3D打印摩天大樓現在來說技術上做不到。郭臺銘曾經以3D打印制造的手機為例,強調3D打印的零件中看不中用,因為這些產品上不能加上電子元器件,無法為電子產品量產。 “即使生產出來的產品,很難量產,而且一摔就碎。
雖然由于成本/技術成熟度等原因,3D打印的房屋還不能大規模量產。但是任何新興技術初期都是弱小的,不完美的。我們也應該改看到3D打印顯著的優勢。
1. 更安全。由于都是電腦端建模,及其施工。相較于傳統的建筑工地造成的建筑工人傷亡,3D打印的房屋無疑更加安全。數據顯示,美國每年每5個工人死亡案例中就有1個與施工有關。而3D打印建筑將大大提升建筑安全。
2. 更環保。傳統的建筑行業會產生大量的建筑垃圾,建筑噪音。你家小區的建筑垃圾是不是堆積如山?你是不是被你家隔壁的建筑工地的噪音驚擾過,。3D打印更精準的預估施工所需材料的數量,因此產生更少(接近于0)的建筑垃圾。同時3D打印由于是模塊化吊裝組合,也減少了建筑施工的噪音,更環保。
3. 復制性。精確的實體復制。未來,3D打印可以大規模復制,只要打樣被大家接受。規避了人工建造房屋的誤差性和隨機性。復制性也意味著更快,更高的效率。
未來,擁有如此優勢的3D打印的建筑物會不會大規模普及,應用于建筑行業呢?目前來看,3D打印的建筑能很好的應用于比如疫情的檢測站建設、世界上貧困地區的棚戶區改造、災區重建等等。比如在墨西哥灣居住的窮人,就以很低的價格約3美分一天搬進了500間3D打印的房屋社區,而這之前,他們只能居住在貧民窟……
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