3d打印建筑用的是什么材料

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如题所述

Answer 1

摘要：最近市面上更是出现了一种3d打印建筑的技术，建造房屋的速度非常快，那么3d打印建筑用什么材料呢？3d打印建筑用的材料是“油墨”，是从建筑和工业垃圾里回收来的。3d打印建筑既有优点也有缺点，其中优点有施工工期短，施工过程无污染、材料环保，成本低等。缺点有材料结构性能不确定、行业内缺少相关规范等。接下来本文将简单介绍3d打印建筑用的是什么材料以及3d打印建筑的优缺点，一起来看看吧！一、3d打印建筑用的是什么材料
3d打印建筑所使用的材料是建筑垃圾、工业垃圾和矿山尾矿，强度要高于混凝土，越是复杂豪华的建筑，综合成本越低，而且品质更好。
假如业主对于自己的房子住久了腻了的话，那么就可以使用专门的机器把房子“吃掉”，然后再使用3d打印建筑技术重新建造一个房屋，这样就可以循环使用材料而不会浪费。
二、3d打印建筑的优缺点
1、3d打印建筑的优点
（1）施工工期短，施工过程无污染
当前我国的3d打印机可以在一天时间内完成10幢200平米的建筑，这是传统建筑方式所不能达到的速度。整个“打印”过程，只需要一台3d打印机、一台计算机、3人~5人以及打印所需的材料。将图纸录入电脑，根据图纸以及相关数据，可以快速精准的完成建筑墙体、楼板的“打印”。
（2）材料环保，成本低
从综合媒体对3d打印建筑的报道得知，3d打印所需的材料是回收可利用的建筑垃圾，将其处理、加工、分离后，再与高强混凝土以一定比例相配合而形成3d打印建筑的材料。与传统的人工砌筑相比，3d打印建筑避免了因尺寸差别而进行材料切割所造成的浪费。一次成型，避免返工。这些优点在如今提倡节能减排，绿色低碳的可持续发展的社会环境中是值得提倡和发展的。3d打印的建造模式极大的减少了人工成本、运输成本、管理成本等，较传统建筑方式相比可降低50%。
（3）墙体自重轻
3d打印建筑所打印出来的墙体是空心的，为保证其结构支撑性能在中间添加“z”形支撑。中间可添加泡沫材料以达到保温隔热、降噪吸声的目的。相比钢筋混凝土实心墙体，3d打印建筑的墙体要轻许多。
（4）提高质量
3d打印的产品是无缝衔接的，结构稳固性和连接强度远高于传统建筑。据测算3d打印建筑结构的最高强度能达到10000PSI（约合69.0MPa），而传统人工建成的建筑结构强度一般只有3000PSI（约合20.7MPa）。
（5）有利于环境保护
相比其他传统的建筑工艺，3d打印建筑技术更加环保。例如建造观景房过程中不再需要将水泥和木材运输至建筑工地，每一个设计只需要少量的原材料，因此使用原材料减少从而减少了浪费，并且所有材料都可以熔化回收利用。甚至可以用3d打印机打印太阳能电池板直接铺于房屋外层。因此，将3d打印技术应用于住宅产业化将更加有利于环境保护。
（6）降低施工作业危险性
用3d打印技术建造房屋将比现在的建筑技术更加安全，降低了施工现场高空坠落、坍塌、物体打击的事故。
（7）建造出复杂、特殊、个性化的建筑产品
越复杂的东西越能凸显出它的竞争优势，在建筑领域，当建筑师的一些奇思妙想的设计方案用传统的建筑方式无法完成时，3d打印可以将其设计想法变成现实。无论怎样复杂的结构设计，只要能将其图纸画出来，利用3d打印技术便可一次成型，解决了传统建造方式无法突破的难题。
（8）快速解决人口居住问题
由于棚户区的不断膨胀，快速的城镇化，经济停滞萧条，高失业率，贫穷，自然灾害和社会矛盾等问题将为整个社会带来严重威胁。快速打印廉价的生存空间可能是解决这个社会快速变革所带来的人口居住问题的部分解决方案。理论上，3d打印的增材制造是替代棚户区的解决方案。成本低廉，也无需太多人工，多数的建造过程由自动化机器人完成。
2、3d打印建筑的缺点有：
（1）材料结构性能不确定
目前已经问世的3d打印建筑多数为1层~2层低矮的建筑，少数为多层住宅，但材料的耐久性、刚度、强度、承载力极限值等重要指标能否满足建筑行业内的规范还有待确定。打印出来的建筑能伫立多久、能使用多久仍然是未知数。
（2）行业内缺少相关规范
3d打印技术的理念提出于20世纪，在21世纪得以实现并加速发展。从时间来看3d打印似乎是经历了很长时间。但3d打印建筑却是一个全新的领域，建筑行业内还没有任何相关的规范条例。使用年限和房屋产权等一系列问题都没有部门的认可。
（3）建筑的表面粗糙
3d打印技术运用逐层堆叠的原理。打印层后，需要在等其牙膏状打印材料固化之后再进行下一层打印。通过层间紧密粘结保持墙体的整体性。也正是因为底层材料固化之后上层材料才可以叠加，导致两层材料之间不能光滑过度，使得表面粗糙，并且只能形成样式简单且单一的条纹。若不进行外装及室内装修，会影响建筑外立面的美观性。
（4）技术研发还不够成熟
3d打印技术目前还处于初级阶段，制约其发展的关键因素之一是3d打印所消耗的材料，因此该技术成为主流生产建造技术还需要各方面技术的提高。另外3d打印耗时也是需要解决的技术难题之一，通常打印大尺寸零件需要好几天时间，甚至一个小的螺母也要打印十几分钟，所以3d打印技术目前并不适合大批量的生产，从长远来看，3d打印技术提高生产效率的关键还是打印耗时。同时，目前3d打印只局限于使用一种材料进行打印，在结合多种材料进行打印的技术水平方面还有待提高。同时，使用的电力是在工厂里的10倍，以及还没有找到在重量强度和耐久性等都很理想的材料。
（5）宏观规划和投入不足
我国在先进制造业的发展、工业化生产转型等规划中对3d打印产业重视不足，目前我国小规模企业普遍没有足够的资金进行技术研发，阻碍了这些企业掌握3d打印的核心技术，故目前将3d打印技术应用于打印建筑还是困难重重。
（6）技术人才的短缺
3d打印技术融合了很多学科专业知识，要将3d打印技术应用于建筑业需要培养型人才，而我国目前在这方面还有些欠缺。例如无法购置足够数量的设备，应用研究领域也较窄，学校教学中缺乏和3d打印技术相关课程，政府也缺乏相应的宣传和培训。