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近日，國(guó)外媒體報(bào)出：截止2025年，迪拜計(jì)劃將其四分之一的建筑都采用3D打印施工方法建造。這一消息的推出，預(yù)示著3D打印技術(shù)正在作為一種可行的解決方案和強(qiáng)勁的勢(shì)頭出現(xiàn)在建筑、工程領(lǐng)域，它的普及正在迅速增加。

根據(jù)Grand View Research公司2021年7月的一份報(bào)告，僅在2021年至2028年之間，全球3D打印建筑市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)91%。為什么會(huì)有這么快的增長(zhǎng)? 除了作為一個(gè)更快的選擇和更低的建設(shè)成本，它還可以提供經(jīng)濟(jì)適用房的解決方案，允許無(wú)數(shù)設(shè)計(jì)的可能性。因此，建筑師必須適應(yīng)一個(gè)新的技術(shù)時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代，速度和效率已經(jīng)成為設(shè)計(jì)和執(zhí)行過(guò)程中的關(guān)鍵因素，3D打印的興起顯示了巨大的發(fā)展前景。

設(shè)計(jì)靈活，減少工時(shí)

3D建筑打印是一種無(wú)需使用模板就能使混凝土成型的新技術(shù)，對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，模型使方案設(shè)計(jì)前期過(guò)程更加可視化，對(duì)方案的產(chǎn)生和完善是不可缺少的。相比傳統(tǒng)的手工模型，3D打印技術(shù)的快速性和準(zhǔn)確性讓這個(gè)過(guò)程變得更加容易，通過(guò)這種更透明和接近真實(shí)建筑的踐行，對(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)思進(jìn)行不斷推敲并驗(yàn)證方案的可行性，使建筑設(shè)計(jì)達(dá)到更加完美的水平。

另外，在造型設(shè)計(jì)方面，尤其對(duì)轉(zhuǎn)角彎曲的建筑造型設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，不論是現(xiàn)場(chǎng)澆注成型，還是工廠預(yù)制構(gòu)件，模具制造成本高且不易實(shí)現(xiàn)。而建筑3D打印技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)智能控制實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件及建筑免模板的施工工藝，在建筑的轉(zhuǎn)角建造上具有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為設(shè)計(jì)師自由創(chuàng)作提供了可能。

 除了設(shè)計(jì)自由，打印過(guò)程本身也特別高效。例如，PERI AG現(xiàn)在可以在僅在25小時(shí)內(nèi)就能輕松地打印一座完整的單戶住宅(否則需要建造幾個(gè)月)，這開(kāi)啟了建筑創(chuàng)新的可能性。與傳統(tǒng)方法相比，3D打印技術(shù)可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成施工，而且沒(méi)有額外的成本。在人力成本逐漸走高的當(dāng)下，這應(yīng)該是一個(gè)完美的建造方案。

3D打印是如何工作的

盡管3D打印建筑技術(shù)目前處于早期發(fā)展階段，但作為全球領(lǐng)先的模板和腳手架系統(tǒng)供應(yīng)商之一，PERI公司已經(jīng)深入市場(chǎng)多年。這家德國(guó)家族企業(yè)與丹麥公司COBOD聯(lián)合，一直致力于改進(jìn)技術(shù)，開(kāi)拓新市場(chǎng)。其重點(diǎn)主要是低層住宅建筑，但也包括單個(gè)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)。

COBOD最初由丹麥3D打印經(jīng)銷商、服務(wù)商和開(kāi)發(fā)商3D Printhuset成立，于2018年推出BOD2 3D打印機(jī)，作為BOD的升級(jí)版。BOD在2017年在哥本哈根生產(chǎn)了歐洲第一座3D打印建筑。

BOD2 3D打印機(jī)是一種模塊化機(jī)器，能夠打印寬度為12m，長(zhǎng)度為27m和高度為9m的建筑物。3D打印機(jī)的尺寸可以通過(guò)寬度，長(zhǎng)度和高度為2.5m的模塊擴(kuò)展。它的最大容量可容納6個(gè)模塊（寬度等于15m）和4個(gè)模塊高度（可達(dá)10m），而長(zhǎng)度沒(méi)有限制。

它可能具有100cm/s的最大速度，但是由于材料和泵送設(shè)備的限制，到目前為止，它已達(dá)到40cm/s的最大速度。此外，COBOD還聲稱BOD2可以一次性打印三層樓的建筑物，每層樓可超過(guò)300m2。

COBOD已售出了7臺(tái)BOD2建筑3D打印機(jī)?？蛻舭ǖ溂夹g(shù)大學(xué)（DTU）和建筑公司Elite for Construction＆DevelopmentCo.。COBOD還首次贏得了Kamp C C3PO項(xiàng)目合同。

應(yīng)用程序的方法

PERI Group不僅是COBOD在德國(guó)、瑞士和奧地利的分銷商，還是該公司的投資者，該公司于2018年收購(gòu)了COBOD的股份。

改進(jìn)后的BOD2 3D打印機(jī)包括一個(gè)更新的擠出系統(tǒng)，該系統(tǒng)為打印墻提供了更光滑的表面。 此外，COBOD開(kāi)發(fā)了一種新的設(shè)置方法，該方法涉及將Z軸安裝到預(yù)制混凝土支腳上方。 這樣可以將設(shè)置時(shí)間減少50％，可在4小時(shí)內(nèi)將打印機(jī)安裝到新位置。 

現(xiàn)在3D打印墻的精加工質(zhì)量非常好，只需要很少的后期處理即可達(dá)到交付的質(zhì)量。

住宅建筑:3D建筑技術(shù)的里程碑

3D建筑技術(shù)實(shí)現(xiàn)了前所未有的里程碑：德國(guó)首個(gè)功能齊全的打印房屋正式落成，現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好投入市場(chǎng)。

隨著2020年9月開(kāi)始打印，由PERI建造、MENSE-KORTE ingenieure+architekten 設(shè)計(jì)的兩層獨(dú)立住宅通過(guò)了所有監(jiān)管審批程序，并于今年7月在德國(guó)北萊茵-威斯特法倫的貝庫(kù)姆（Beckum) 開(kāi)放。這座住宅建筑每層有80m2的生活空間，PERI打印了三層的空腔墻，其中填充了絕緣化合物，并預(yù)留了水電安裝空間。該項(xiàng)目榮獲德國(guó)設(shè)計(jì)委員會(huì)頒發(fā)的德國(guó)創(chuàng)新獎(jiǎng)，這是一個(gè)年度獎(jiǎng)項(xiàng)，表彰通過(guò)創(chuàng)意、實(shí)施和有效性展現(xiàn)行業(yè)進(jìn)步的項(xiàng)目。

在貝庫(kù)姆的房子開(kāi)工兩個(gè)月后，PERI 又開(kāi)始在巴伐利亞的瓦倫豪森（Wallenhausen）打印歐洲最大的打印公寓樓，共3層380m2，其中5個(gè)房間中有4個(gè)被出租，其中一個(gè)被用作示范公寓。

隨著美國(guó)亞利桑那州坦佩市（Tempe）的第一個(gè)住宅項(xiàng)目、德國(guó)康斯坦斯湖（Bodensee）的公寓樓擴(kuò)建項(xiàng)目、以及與STRABAG SE合作在奧地利建造的第一個(gè)3D打印建筑相繼完工，PERI 3D建筑打印團(tuán)隊(duì)在一年內(nèi)成功完成了5個(gè)打印項(xiàng)目。所有這些都不是研究項(xiàng)目，而是真正的房子，它們通過(guò)了所有的建筑規(guī)范的審批程序。

 隨著3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展，它在建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思階段推敲方案的功能越來(lái)越強(qiáng)大，也必將在其它領(lǐng)域內(nèi)得到更廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)師們應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，抓住這樣的機(jī)遇，不斷加強(qiáng)設(shè)計(jì)能力及技術(shù)創(chuàng)新能力，讓3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)的運(yùn)用越來(lái)越寬廣。