3D打印建筑，距离我们还有多远?

       引言

       3D打印(Three Dimensional Printing)是现代前沿技术之一。自1976年喷墨打印机诞生以来，科学家及工程师们对打印技术持续发展与创新，尝试由“墨水+平面打印”模式升级到“其它材料+空间打印”模式，时至今日已在多个行业及领域获得应用甚至量产。本文回顾3D打印技术的发展、分析3D打印目前在民用建筑的应用情况，并研究总结3D打印在民用建筑的发展趋势。

       一. 3D打印技术发展概述及分析

       3D打印是一种通过“逐层堆积成型”方式实现实体打印的技术，它将设计的3D模型通过图形处理软件分割转化为二维面的模型，通过3D打印机把满足要求的打印材料逐层打印成三维产品。与传统工业化方法相比，传统方法属于减法(“去除成型”)，3D打印属于加法(“堆积成型”)。

       19世纪末，美国根据照相雕塑和地貌成形技术形成了3D打印核心制造思想，初期用于打印玩具、工具及厨房用品等小型东西;后续随着数字化技术的进步发展，打印设备、打印材料和辅助工具的发展，多学科多行业的交叉衍生，3D打印技术水平获得了大幅度提升并开始广泛应用。 目前已在汽车工业、航空航天、武器装备、生物医疗、通用制造等多个行业及领域得到应用。

       航空航天领域3D打印主要针对由钛合金、铝合金、超高强度钢、高温合金等难加工材料生产的部品。上述材料强度高、熔点高，不易成型加工，若采用传统加工工艺则生产周期长、成本高昂。3D打印可以有效地提高部品质量、并降低制造成本，且制造速度快、加工周期短，统计表明至少可节约70%的时间;材料利用率高、加工成本低，统计表明可降低50%的制造费用;且加工过程不受零件复杂程度的影响，大幅度降低后续机加工难度及周期。以波音公司为例，该公司已在16种不同的商用和军用飞机上使用了200多种、2万多个3D打印的飞机零部件。

       3D打印不需模具及机械加工，可以直接从设计完成的计算机图形数据中生成任何形状的物体，产品可以实现高精度、无缝连接及个性化需求，因此在医疗领域也广泛应用于医疗辅助器具，包括义肢、假牙及骨骼等;甚至结合肌电系统形成功能接近原肢的器具。

       除传统的粉末黏合成型技术外，随着材料及相应固化/成型技术的发展及变化，衍生出了各种3D打印技术，表一是常用的3D打印技术。