王雨珅 郝亮 李正 李妍

（中国地质大学（武汉）珠宝学院，湖北 武汉 430074）

0 前言

经过近二十年的发展，增材制造（3D打印）在航空航天、汽车、医疗等多个方向的应用不断拓展，新技术、新方法、新应用不断涌现[1-2]。建筑行业与其他制造业不同，技术和创新方面相对落后。目前的建筑施工过程仍然是相对简单和系统的，需要模板、脚手架及大量劳动力[3]。随着人们不断改变的建筑美学观念，建筑的设计也变得越来越复杂。3D混凝土打印是一种新兴技术，可以直接从电脑设计的三维模型中自动生成建筑构件，无需人工干预和复杂的模板，进而缩短了施工过程。在全球，许多研究机构都在探索这种技术，并为一些建筑公司提供应用授权[4-6]。

随着经济发展，参与建筑施工的人工成本越来越大，同时，建筑材料的多样化也使得工人们暴露在不健康的环境中工作[7]。因此，国内外大量研究人员试图探索应用于大规模建筑的增材制造（3D打印）技术，从而在建筑施工过程中引入自动化解决方案，最大限度地减少复杂的模板和人力资源[8]。与传统铸造技术相比，3D打印可以减少材料的浪费，减少人力资源消耗，降低铸模所需的模板成本，而该部分成本据统计约占建筑施工总预算的40%。此外，3D打印使得建筑师和设计师能够设计更复杂、更有艺术感的结构和造型，并能根据定制者的需要选择不同的材料来进行打印。

在传统建筑原材料中，硅酸盐水泥的使用会产生大量二氧化碳，对环境造成负面影响[9]。……