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多方應用未來可期，3D打印的房子何時能住上？

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多方應用未來可期，3D打印的房子何時能住上？



在以運河聞名的荷蘭 ， 橋梁很常見 。 但有四座橋尤為奇特：每座長26英尺 ， 且都是由一臺大型3D打印機用混凝土制成的 。 這樣建成的橋梁屬世界首次 ， 其在2017年10月17日在荷蘭南部小鎮海默特橫空出世 。
從桌面到建筑工地 ， 3D打印作為技術革命的一部分 ， 實現了將塑料和其他材料擠出并制成實心物體的目標 。 自2017年以來 ， 美國、歐洲和亞洲的幾家公司已經“打印”了公交車站候車亭和會議廳隔斷 ， 甚至是整個住宅 。
而在未來 ， 3D打印應用不僅限于建筑界 ， 在教育、救災、醫療等領域 ， 技術造福人類的理念在3D打印上將被體現得淋漓盡致 。
3D打印 ， 建筑業的“多面手”
3D建筑打印機的工作原理很像家庭辦公室的噴墨打印機 ， 只不過它們吐出的不是墨水 ， 而是混凝土 。
噴嘴在軌道上來回運行 ， 由計算機控制擠壓模式 ， 這樣就可以在需要的地方精確地鋪設一層一英寸厚的混凝土（或鋼鐵、或其他材料） 。 當緩慢移動的噴嘴到達其路徑（最長可達100英尺）的末端時 ， 這一層通常已經硬化 ， 剛好可以在第一層的頂部再鋪上一層 。 一層又一層 ， 一面家庭所需的墻就被建造起來了 。 通過精確的沉積圖案 ， 噴嘴還可以為窗戶、門、公用設施管道和其他設計及結構留出空間 。
《科學美國人》報道稱 ， 3D打印建筑最明顯的優點之一是速度快 。 建造一座500平方英尺（約46.45平方米）的單層住宅大約需要24小時的打印時間 。
ICON公司是美國得克薩斯州一家專注于3D打印建筑的公司 ， 其聯合創始人兼首席執行官杰森·巴拉德表示：“3D打印機在建筑房子的同時 ， 會考慮到其結構、隔熱層、墻板、內外表面處理以及管道系統 。 ”而在一般情況下 ， “這通常需要代表5、6個不同行業的20個人工作好幾天的時間” 。
此外 ， 3D打印建筑也減少了浪費 。
據報道 ， 一個典型的住宅建筑工地會產生4噸左右的垃圾 。 由于常規樓板施工中使用的混凝土是均勻應用的 ， 無論是否需要在特定區域進行結構支撐 ， 它都會被浪費大約一半的量 。 這對環境的破壞尤為嚴重 ， 因為水泥作為混凝土的主要成分 ， 約占我們二氧化碳排放量的7% 。 相比之下 ， 3D打印機可以非常精確地改變結構的厚度 ， 只在真正需要的地方使用混凝土 ， 這一過程被稱為拓撲優化 。
打印出來的結構具有數字化是3D打印的另一個優點 。 這意味著在電腦上呈現的設計可以直接轉換成打印機的指令 。 這就省去了將設計轉換成圖紙的需要 ， 進而減少不必要的錯誤和麻煩 ， 從而節約成本、減少延誤 。
數字化還有一個額外的好處 ， 那就是消除了設計創意的障礙 。 建筑師可以更低的成本提供訂制或半訂制設計 ， 而無須費心培訓他人來執行計劃 。
“打印機不在乎你想出了什么設計 。 ”荷蘭埃因霍溫理工大學的結構工程師西奧·薩萊特說 ， 他是印刷建筑的先驅 ， 建造了荷蘭的阿姆斯特丹大橋 ， “它不會因為你的原創而多收你的錢” 。
技術仍處早期階段
當然 ， 《科學美國人》報道稱 ， 3D打印建筑的技術仍處于早期階段 ， 要擴大3D打印建筑的規模 ， 需要在技術和監管方面做更多的工作 。 對于前者 ， 從業者還沒有找到一種從印刷機上加固混凝土的有效方法 。 在傳統建筑中 ， 這是通過鋪設鋼筋來完成的 。
薩萊特認為 ， 對于3D打印建筑最大的愿景是在將來有新的混凝土配方 ， 或是新的可擠壓材料 ， 無須鋼筋就足夠堅固 。 例如 ， 環氧樹脂就是一個潛在的候選者 ， 它是一種聚合物 ， 目前用于制造建筑中的黏合劑和涂料 。

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