代林振

（贵州建工集团第十一建筑工程有限责任公司，贵州 贵阳 550001）

建筑行业在飞速发展的过程中对设计和建设的要求都进一步提升，传统建筑设计过程繁琐，缺少模型，在实际应用的过程中显得十分乏力。3D打印技术的出现弥补了这一不足。如今，3D打印技术不断发展，大型打印机已经出现，在工程建设领域也有了大展身手的舞台。

1 3D打印技术

1.1 技术介绍

3D打印技术早在80年代就已经在美国被提出，随着全球科技的发展，该技术得到了快速的完善，时至今日已经在各个领域有了较为成熟的应用经验。3D打印是依靠数字技术实现的，它以塑料、金属粉末等物质为材料，通过数字信息逐层打印，最终成为与设计完全一致的完整的立体模型，可以用于零部件的制造，在各个行业中都有极高的应用价值。

1.2 技术原理

3D打印的技术原理与我们平时所用的打印机相差不多，只不过打印机打印出的内容是平面的，只需要利用纸张和墨水，而3D打印需要利用到塑料、金属等真材实料，打印出的是立体图形。利用电脑技术，3D打印机可以制作任何形状和类型的物品，小型打印机可以打印所需的任何模型，而大型打印机甚至可以打印出汽车和建筑模型。采用3D打印这一名称的目的是它的技术原理和常规打印相似，尤其是分层加工和喷墨的过程［1］。

2 建筑工程建设中3D打印技术的应用实践分析

2.1 建筑模型制作

人们对住房需求的提高以及建筑行业发展的需求增长，都使我们认识到了传统建筑设计的弊端。过去，建筑设计的成果仅为平面蓝图，依照图纸施工很容易出现问题。并且随着建筑设计不断复杂化，这一问题不断突显，采用传统的建筑设计方法显然已经无法满足设计者及施工者的需求。因此，3D打印技术出现后，迅速受到了建筑行业的关注。在八十年代就利用了3D打印机打印出了首个建筑模型，时至今日，利用3D打印技术打印建筑实体模型的技术已经成熟，并且操作越来越简便，只要在计算机中准确属于参数，添加合理的材料，即可迅速获得与计算机中设计的虚拟模型完全相同的实体模型，不仅准确，而且高效。这样的建筑实体模型还能够在房屋销售中使用。

2.2 实体建筑打印

3D打印技术不仅可以在模型制作中应用，随着大型3D打印机的出现，直接打印实体建筑已经由幻想成为了现实。LGM是美国的一家以大型3D打印机为核心技术的公司，将黏结剂有选择性的喷射在石膏粉上，以此为不同客户提供模型制作服务，如建筑概念模型、建筑结构模型、建筑地形模型等。英国建筑师在掌握3D打印技术内涵的基础上，致力于采用金属、水泥和陶瓷等材料打印出实体建筑。比如对材料构成复杂的墙体进行打印，不仅无需单独加工，一次成型，而且门窗预留洞、预埋件等一步到位，省去了大部分步骤。又以 “EnricoDini”3D打印机为例，它拥有百余个喷嘴，通过对黏结剂的喷射使镁粉与砂充分黏结，由它打印而成的构件或建筑，在材质上和大理石相似，且强度比混凝土高，基本不需要设置钢筋来加固。该打印机的成型时间仅有普通方法的25%，同时能节省近一半的造价［2］。

我国在2014年，首个应用3D打印技术建造的建筑交付使用，这标志着建筑行业迈向了一个新的时代。在这次工程中，墙体使用的打印材料全部为建筑垃圾，通过逐层打印和喷绘而成，不仅实现了废物的二次利用，还节省了成本、人力、时间。此次建筑共有10幢，总用时在24小时内，令人称奇，可谓是一次工程建设的创举［3］。

2.3 技术应用

利用3D打印技术进行建筑墙体建设，使用的材料主要为水泥等混合物质，屋面和地面使用的材料为二次利用的建筑垃圾，这些建筑垃圾经特殊处理后，在房屋建设中的应用具有很高的强度，甚至优于混凝土，因此工程质量是很有保障的，不必担心3D打印建筑的使用寿命问题。另外，利用3D打印技术建筑的空心墙可以结合不同地区的气候条件，在墙体中填充不同的物质达到保温、隔音的效果，有许多选择，更加的灵活化、人性化。

不仅仅是房屋建筑，桥梁等其它任何建筑都可以利用3D打印技术进行建造，只要使用合理的材料，设计出模型，拥有大型打印机，都能够在短时间内高效率的完成建造任务并快速交付使用。另外，利用3D打印技术进行工程建设减少了污染和排放，保护了周边环境，它所使用的材料造价低，对能源的需求量少，这些都是传统施工所无法企及的，更加贴合现阶段绿色环保、节能减排的建筑主题，符合我国坚持的“可持续发展”理念，具有长远且广阔的发展空间，必将在未来广泛应用。

3 结语

综上所述，3D打印是一项适用面广、快速、材料选择灵活的成型技术，它在建筑领域的应用从最初的模型制造已经发展到今天的实体建造，而且鉴于打印材料的宽泛性，使建筑建造成为充分利用废料的过程，实现了降低排放和缩短工期的双重目标。然而，3D打印完全依靠3D打印机来实现，更大、更先进3D打印机的设计制造是进一步推动3D打印技术发展的必经之路。