3D打印建筑技术研究与应用综述.pdf

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1、材料应用3D打印建筑技术研究与应用综述于泽（中铁二十四局集团有限公司，上海200071）摘要：3D打印技术在近半个世纪得到了广泛的关注，在制造业已取得了巨大的成功。建筑工业化是世界建筑行业未来发展的趋势，3D打印建筑技术也将会是建筑工业化发展的一个重要方向。本文从现有较成熟的几类3D打印建筑技术入手，客观阐述了3D打印建筑技术目前的现状，3D建筑打印材料与工艺的分析以及所存在的问题。关键词：3D打印材料；建筑；混凝土；3D打印建筑技术中图分类号：TP334.8；TU18文献标识码：A文章编号：1674—3024（2017）02—0003—02引言沙子和固体

2、催化剂混合物，打印机喷嘴按照预先预设好的路径喷射液体粘合剂，粘合剂与催化剂接触后启动固化程序，沙子3D打印技术起源于上世纪80年代，根据美国材料与试验被包在里面起结构支承作用，该层打印完成后再重新铺设一层协会（ASTM）3D打印技术委员会（F42委员会）公布的定义，沙子与催化剂的混合物继续打印下一层直至打印完成。整体建3D打印是一种与减材制造和等材制造等传统的制造技术迥然筑的固化耗时24小时，但5-10mm厚的单层材料在打印期间可不同的，以模型的三维数据为基础，通过打印机嘴挤出材料，以形成足够的强度支撑下层的打印，打印期间无需停顿。逐层打印增加材料来生成3

3、D实体的技术，因此又称为增材制造（AM，AdditiveManufacturing）。目前，3D打印技术正在被运用到越来越多的行业，比如航空航天、医学医疗、艺术设计等。3D打印技术同样引发了建筑业追捧的热潮。当代建筑用量最大、范围最广、最经济的建筑材料-混凝土虽然只发展了不到200年的时间，但其已然成为应用最广的建筑材料，为人类文明的发展贡献了不可替代的价值。随着工业化进程的不断加快，混凝土材料在生产方面的较高能耗和污染的弊端也逐渐地显露出来，严重阻碍了其发展。以3D打印为基础的3D打印建筑技术作为一种新兴技术，将成为传统建筑工业化发展史上的一大重要转折点

4、。13D打印建筑技术现状2012年1月，美国航天局（NASA）与南加州大学合作开发出“轮廓工艺”（ContourCraftings）3D打印技术。2013年1月，图1D-shape和创始人EnricoDini荷兰设计师JanjaapRuijssenaars计划使用3D打印技术建造莫目前，Monilite公司参与了一项由FosterandParter公司发比乌斯环建筑。同年1月，欧洲航天局联合建筑公司Forster等起的“3D打印月球基地开发计划”，具体为一个四人间大小的公司研发月球空间站3D打印项目，计划利用月球土壤和其他月球基地。该房屋的底座由模块化管道

5、组成，上面是充气式圆添加剂完成部分建筑建材的生产。2013年2月，英国设计师顶，然后以月球土壤为基础材料，目前已经利用D-shape技术SoftkillDesign建立一项用纤维尼龙为结构材料建设民用住房的模拟月球土壤成功制造了1.5吨重的实物模型；D-shape打印研究。2013年3月，荷兰公司DAS声称将建造3D打印运河屋，机也在模拟月球环境下进行了测试。于2014年1月实现了运河屋组件的3D打印，预计三年时间建1.2轮廓工艺设组装完成。2013年1月，中国的盈创公司在利用高标号水泥、美国南加利福尼亚大学（UniversityofSouthernCal

6、ifornia）玻璃纤维和部分添加剂完成了10栋上海青浦工业园区临时设的比洛克•霍什内维斯（BehrokhKhoshnevis）教授发明的轮廓施的打印，2015年2月盈创又陆续完成了通过3D打印构件拼工艺（ContourCraftings）是一种由数字控制的建造工艺，通过装成的2层别墅和6层住宅、一体化打印成型的迪拜城市博物分层制造技术，可以直接按照计算机模型制造部件。由于无需馆小屋等建筑。总体而言，从2012年开始3D打印建筑技术在使用传统混凝土施工中的模板，轮廓工艺可以大大降低成本和世界范围内出现了百家争鸣的现象，比较主流的3D打印建筑建造时间。技术有

7、D-shape、轮廓工艺和盈创3D打印体系。轮廓工艺的原理与传统3D打印所谓的按层挤出材料打印1.1D-shape3D打印建筑技术技术类似，通过一个可移动的喷嘴根据设计图的指示，在指定D-shape3D打印建筑技术由MoniliteUK的创始人Enrico地点喷一圈半流体的混凝土材料，就像在桌子上挤出一圈牙膏Dini先生发明。根据MoniliteUK网站显示资料，该技术使用一样，为达到连续打印的要求，混凝土材料会在下一层打印之的是普通的沙子和无机粘结剂，可打印二层住宅，打印内容前初步形成强度。泥刀作为整个技术的关键部分，负责抹平和除了主体结构之外还包括楼梯

8、、内隔墙、柱、屋顶以及管道精确规整每一层的外表和顶面。泥刀的出现解