3D打印 - 有可能吗？

我们如何才能更便宜，更快地建造？

工程师 Chuck Hull 于 1984 年发明了第一台 3D 打印机。

3D 打印机

什么是 3D 打印？

它是一种三维产品的增材印刷工艺。 在 CAD 程序中设计组件，然后将信息发送到打印机。 然后将对象打印在单独的层中。 该方法适用于原型、模型、工具和预制件的生产。

与传统工艺相比，不再需要复杂的模具或模具更换。 许多工作步骤被省略。 复杂的几何形状是可能的，并且可以批量生产。 总而言之，这些优点可以提高生产效率。

这项创新带来了许多有趣的方法。 除了处理塑料和金属外，还可以使用粘土、蜡或树脂。

一个很好的例子是飞机。 较高的重量意味着更多的煤油。 但是，使用 3D 打印技术可以更轻松地制造弯曲结构。 3D 打印也可以应用于医学领域，例如用于制作单个假肢。 该行业甚至可以打印由植物蛋白制成的肉，其咀嚼性与真肉一样。

通过 3D 打印机打印的假牙

现场生产是3D打印的重要一步。 这样可以节省长距离，因为只传递数字信息。

3D打印也可以应用于建筑行业吗？这会给建筑行业带来革命性的影响吗？

在建筑行业，3D打印技术还处于起步阶段。 目前还无法预测这种趋势在未来将如何发展。

已经有更可持续的混凝土替代品，例如粘土或壤土。 在 3D 打印中，大部分为液态的混凝土是分层堆积的。 你可以把它想象成一个奶油蛋糕，按钮就像一个裱花袋。 在建筑行业中已经有一些项目是使用 3D 打印机创建的。 领先的国家是中国、阿联酋（迪拜）和美国。

在德国，目前还没有关于 3D 打印的规范和标准，因此可以打印的建筑也很少。 然而，慕尼黑工业大学多年来一直在研究这项创新。 因此，德国为两座印刷的多层建筑颁发了建筑许可证。

在北莱茵-威斯特法伦州的贝库姆建造了第一座两层楼的独立式住宅。 总共需要 100 小时的打印时间。

在巴伐利亚州的瓦伦豪森，第一座公寓建成，共有 380 个m² 的居住空间已经建成。 专家们开发了专门用于 3D 打印的混凝土。

构图是这里的主要挑战。 这些公司仍然对配方保密。 混凝土必须满足以下要求： 一方面，作为新拌混凝土，它应该是可泵送的。 它必须具有良好的形状，以便通过喷嘴开口输送。 据说该组合物可以快速凝固，因此当在胎圈上涂上一层新层时，结构不会失效。 另一方面，混凝土不能很快硬化，否则不会与下层混凝土粘结。

一旦找到合适的混凝土成分，3D 打印机就会被固定在基础上。 Peri 公司承担了这项任务，并开发了一种打印机。 它是一个门户系统，包含可以单独设置的各种模块。 最快的速度是一米每秒。 但是，为了在进行手工作业的同时，只能以每秒25厘米的速度进行打印，这就是为什么打印一平方米需要大约五分钟的时间。

附加的构件例如是窗户或电子设备，例如插座。 然后，没有连续的墙，例如宽度为24厘米的统一墙，而是由两个宽度为3到10厘米的独立墙构成空心墙。 内部没有完全填充混凝土，而是补充了绝缘材料。 它'更轻，并且使用的材料更少。

3D打印会给建筑行业带来革命性的影响吗？

从理论上讲，在建筑行业中使用 3D 打印技术有很多优势。

3D打印技术可以弥补技术工人短缺的问题，因为需要的技术工人要少得多。 浪费更少，因为只使用真正需要的材料。 每个开洞都是从一开始就计划好的。

有趣的是，也可以使用回收产品。 在意大利有一家公司 . 这里没有使用混凝土，而是使用了天然泥浆。 稻米生产的废料被用作外加剂。 在阿姆斯特丹，有一个想法是打印一座由生物塑料制成的运河房屋。 总的来说，3D打印还可以减少能源消耗，因为省去了很多运输路线，例如原材料和工人。

可以应用单个几何形状。 由于不需要模板，因此无法对传统技术进行编程。 因此，建筑师有更多的选择来表达自己。

但是 3D 打印真的有可能吗？

然而，这项技术的主要障碍仍然存在。 人们还没有接受3D打印的房屋。 它们看起来非常特别，在墙上有脊。 如果您查看其他趋势（例如预制建筑），这可能需要一些时间。

该技术有时会达到其极限，因为只能使用某些材料。 在美国，广告宣传是在 24 小时内制造房屋。 但是，这只影响墙壁，而不影响其他装置，例如 B.interior work。 设置和校准打印机也需要一些时间。

3D打印机在危机地区将是有利的。 自然灾害发生后，重建速度可能更快，成本也更低。 这个想法还在于，在发展中国家，现场建筑材料可以更快、更便宜。 在附近发生战争的国家，可以快速建造新的建筑，这样人们就不必逃到很远的地方，而可以留在自己的家乡。

但是，也存在其他障碍。 3D打印机应该如何运输？ 现场是否有合适的材料？

另一个问题是，目前只能创建垂直的受压构件或支座。 无论在哪里出现弯曲或拉力，打印组件都变得困难。

3D打印真的像支持者想象的那样可持续吗？ 在打印过程中可以最大限度地减少浪费，因为可以准确计算出需要什么。 然而，特殊压力需要更多的水泥，并且产生大量的排放物。 相比之下，有害排放物甚至比空中交通还要严重。 对于 3D 混凝土，所使用的水泥量大约是传统钢板的两倍。

结果

在未来，将不可能放弃混凝土。 例如，大型基础和桥梁将不得不使用这种坚固的材料更长时间。 3D打印的优势在理论上是可以理解的，但尚未得到充分证明。

当然，它也可以用于推进建筑行业的数字化。 但是，如果您仔细观察其中的挑战，很快就会发现仍然必须认真考虑这些工作原理。 未来，建筑材料将会发生变化。 必须使用更可持续的产品，例如粘土和木材，才能避免气候危机。

3D打印的外观也存在问题。 当然，这是见仁见智的问题，但目前还不清楚十年后该结构的美观程度。

很难做出可靠的陈述，因为一切都还处于起步阶段，成本计算还没有公布。 对印刷房屋没有足够的经验。

尽管如此，发展仍在继续，并且仍然令人兴奋。 或许在未来，在工厂中只打印建筑工地的单个零件。 在火星上打印是一项特别令人兴奋的创新。 研究人员在那里发现了粘土，这种粘土也可以用于 3D 打印。

在火星上进行 3D 打印