這項(xiàng)3D打印技術(shù)全面應(yīng)用，可有效減少二氧化碳排放

這張圖上的船宿建筑是南京嘉翼數(shù)字化增材技術(shù)研究院有限公司（以下簡稱“南京嘉翼”）利用3D打印家屬建筑的。放在幾年前，這種結(jié)構(gòu)的房屋是很難建造的。

3D打印建筑最顯著的優(yōu)勢(shì)之一是其高效率。建造一棟500平方英尺（約46．45平方米）的單層房屋大約需要24小時(shí)的打印時(shí)間。但這不單單是為了節(jié)約時(shí)間：3D打印建筑還能夠減少建筑垃圾，減少碳排放。通常情況下，一個(gè)典型的住宅建筑施工會(huì)造成4噸左右的垃圾。因?yàn)閭鹘y(tǒng)地坪施工中使用的混凝土是均勻涂抹的，因而不管在特定區(qū)域是否需要結(jié)構(gòu)支撐，都會(huì)消耗大約一半的混凝土。這對(duì)環(huán)境尤其有害，因?yàn)樗嘧鰹榛炷恋闹饕煞郑s占我們二氧化碳排放量的7％。相較之下，3D打印機(jī)可以十分精確地更改結(jié)構(gòu)的厚度，只在真正需要的地方使用混凝土。這個(gè)過程稱之為拓?fù)鋬?yōu)化。3D打印建筑與普通的3D打印技術(shù)對(duì)比，其打印技術(shù)難度更大。

首先，要確?；炷猎诖蛴∵^程中可以順暢流動(dòng)，這樣才可以順利進(jìn)出打印機(jī)，不會(huì)堵塞。

其次，從打印機(jī)擠出的混凝土必須可以快速硬化并變得足夠堅(jiān)固以承擔(dān)后續(xù)層。

此外，3D混凝土打印還需要克服露天環(huán)境（工作）中的一系列挑戰(zhàn)，因?yàn)榄h(huán)境灰塵、濕度、水分、溫度等都是干擾混凝土性能的變量，因此這些影響因素必須被控制。

目前，3D打印技術(shù)主要采用以下三種方式建造建筑物：

1、全尺寸打印。這個(gè)方式的好處在于比較方便，無需太多后期處理，但它的限制也很明顯，建筑越大所需要的3D打印機(jī)越大，更重要的是3D打印機(jī)越大，打印精度和打印速度就會(huì)變差。所以現(xiàn)階段的單一打印主要是解決3D打印房屋的一些基本問題如材料、控制、精度等。

2、分段組裝式打印。即建筑的模塊化，在工廠里把每塊打印好，最后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是解決了建筑尺寸的限制，缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)的組裝工作又涉及到需要很多人工，提高了成本。

3、群組機(jī)器人集體打印裝配。就是一群3D打印機(jī)，像蜜蜂一樣共同執(zhí)行任務(wù)（比如打印整幢房屋）。這樣，打印機(jī)的尺寸跟建筑尺寸無關(guān)，同時(shí)打印機(jī)的智能要求也可以大大降低，但目前掌握這種技術(shù)的公司較少，不夠成熟，成本也很高。不過，這種自組織自協(xié)調(diào)的群體智能方式也是現(xiàn)在人工智能的研究方向。南京嘉翼自主研發(fā)的桁架式打印設(shè)備，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)三維立體建筑的圖紙，通過BIM管理系統(tǒng)，用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到工地現(xiàn)場(chǎng)或工地工廠的數(shù)字控制大型建筑3D打印機(jī)里，采用專用廉價(jià)混凝土現(xiàn)場(chǎng)打印配筋裝配，建造符合現(xiàn)行規(guī)范的建筑構(gòu)件和建筑體。

這項(xiàng)3D打印技術(shù)全面應(yīng)用，可有效減少二氧化碳排放

南京嘉翼的桁架式打印設(shè)備可承接各種個(gè)性化突出、小批量、多品種、低密度、別具一格的建筑群體或單體的打印業(yè)務(wù)。如城市大型特色景觀、公交車站、衛(wèi)生間、露天售貨亭、藝術(shù)圍墻、旅游景點(diǎn)設(shè)施、路橋欄桿等城市景觀、街景、公共設(shè)施的建造。

這項(xiàng)3D打印技術(shù)全面應(yīng)用，可有效減少二氧化碳排放

南京嘉翼自2015年開始從事建筑3D打印，從第一個(gè)基于混凝土3D打印構(gòu)件的裝配式房屋至今，6年里已完成近8000平方的3D建筑和構(gòu)筑物。隨著設(shè)計(jì)工藝和新環(huán)保打印材料的研發(fā)，以及在建造施工自動(dòng)化取得的巨大進(jìn)步，嘉翼通過與綠色增材智造研究院合作研究，以全新的設(shè)計(jì)思維和數(shù)字建造的方法融入了主流建造趨勢(shì)，嘉翼將個(gè)性化和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化完美結(jié)合在一起。不再將目光局限于獨(dú)立的景觀，市政構(gòu)件，構(gòu)筑物，建筑物的組成部分，而是將他們視為一個(gè)有機(jī)的整體去尋求解決方案，一方面展現(xiàn)極具創(chuàng)意的設(shè)計(jì)，巧妙的建造方法，另一方面打造和諧的環(huán)境融合感受，營造自然環(huán)境和諧共存的文化旅游、企業(yè)和居住空間。