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- 3D打印技術(shù)打印的房屋建筑，會(huì)在不遠(yuǎn)的未
- 3D打印在不同行業(yè)的應(yīng)用
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3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)逐層打印的來(lái)構(gòu)造材料的快速成型技術(shù).閱讀下面的文字，請(qǐng)給“
3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)（1分），運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料快速成型（1分），通過(guò)逐層打印的來(lái)構(gòu)造物體的（1分）快速成型（1分）技術(shù)。 分 析：下定義類題目，首先要確立整個(gè)句子...3D打印技術(shù)打印的房屋建筑，會(huì)在不遠(yuǎn)的未
感謝邀請(qǐng)！3D打印技術(shù)與建筑工程領(lǐng)域?qū)ξ沂莻€(gè)空白，為此有興趣推薦這篇文章，與大家分享討論。《3D打印技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景》
科技改變生活，科技提高效率，科技創(chuàng)造價(jià)值。隨著科技進(jìn)步，如今越來(lái)越多的新技術(shù)、新工藝、新材料被應(yīng)用到建筑工程領(lǐng)域，極大地提高了工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。3D打印技術(shù)正是科技發(fā)展的產(chǎn)物，自打其研制誕生以來(lái)，就不斷地吸引人們的眼球，受到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注，打印食物、打印機(jī)械零件甚至打印手槍等不一而足。3D打印技術(shù)先后進(jìn)入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，人們希望利用3D打印等先進(jìn)制造技術(shù)快速制產(chǎn)品，借此提升執(zhí)行任務(wù)的速度并降低成本，3D打印技術(shù)未來(lái)應(yīng)用的范圍會(huì)越來(lái)越廣。如今也有建筑工程人員將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到建筑領(lǐng)域，并取得了一定成效。
一、3D打印技術(shù)
（一）3D打印技術(shù)的概念。我們都知道文字圖片打印機(jī)，它們是平面的二維打印，3D打印就是在普通的二維打印的基礎(chǔ)上再加一維。與普通打印機(jī)工作原理基本相同，區(qū)別在于只是打印材料有些不同，普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂以及尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、鍍銀、鍍金、橡膠類材料等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料。3D打印機(jī)工作時(shí)先像普通打印一樣，在一個(gè)平面上將塑料、金屬等粉末狀材料打印出一層，然后再將這些可黏合的打印一層一層的粘起來(lái)。通過(guò)每一層不同的“圖形”的累積，最后就形成了一個(gè)三維物體。就像搭積木一樣，一層一層的累積起來(lái)后，就完成了一個(gè)設(shè)計(jì)好的立體的樣子。3D打印技術(shù)就是快速成形技術(shù)的一種，它運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)一層又一層的多層打印，來(lái)構(gòu)造零物件。模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)常將此技術(shù)用于建造模型，現(xiàn)在正向產(chǎn)品制造的方向發(fā)展，形成直接數(shù)字化制造。
（二）3D打印技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義。首先，大幅度提高工作效率。根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度，傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，開辟了快速成型的新途徑。其次，降低成本。傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以降低成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快、更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。再次，打印的物品逼真。因?yàn)?D打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠，并且是三維的，所以打印出發(fā)產(chǎn)品例如模型十分逼真。今天的3D打印能復(fù)制出與原物一模一樣的實(shí)物出來(lái)。最后，給設(shè)計(jì)者帶來(lái)更多的想象空間。
二、3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用
（一）建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用
3D打印實(shí)際就是快速成型技術(shù)的應(yīng)用，快速成型技術(shù)是特種加工技術(shù)中具有代表性的一種，它是集數(shù)控、機(jī)械CAD／CAM技術(shù)、激光加工、新材料科學(xué)等多種新型技術(shù)為一體的新技術(shù)。由于3D打印成品的可塑性非常強(qiáng)，從二維到三維，3D打印可以精確到600dpi，每層0.01毫米的厚度，幾乎任何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)都可以輕松打印出來(lái)，于是許多建筑設(shè)計(jì)師將該技術(shù)用于建筑與市政布局模型、工業(yè)設(shè)計(jì)的快速成型。
以往建筑設(shè)計(jì)師制作模型和3D效果圖都是手勾草圖，現(xiàn)在，3D打印提供了一種與傳統(tǒng)的3D效果圖、建筑模型等建筑造型表現(xiàn)不同的、全新的操作模式，它將讓模型作為建筑師矯正設(shè)計(jì)的手段這一初衷獲得新生。整個(gè)建筑模型制造過(guò)程分為三個(gè)階段：拍照、建模、打印。這種操作比用軟件畫圖、按照?qǐng)D紙仿形雕刻更精確、更快捷。
（二）建筑市場(chǎng)開發(fā)應(yīng)用
1.建設(shè)方案初始設(shè)計(jì)階段。我們知道通過(guò)看2D圖想象3D空間確實(shí)比較困難，需要有豐富的空間想象力。3D打印模型在這一點(diǎn)不僅非常有用，而且還可以有效傳達(dá)想法，根據(jù)各方討論意見隨時(shí)改變。例如在做城市綜合體、交通綜合體等這種大體量建筑群開發(fā)初始階段，就需要研究這些綜合體建成后會(huì)對(duì)周圍的建筑和城市空間有何影響。最好的、最有效的做法就是給出模型，用以直觀真實(shí)的展現(xiàn)建成后的情景，3D打印機(jī)具有這方面的極大優(yōu)勢(shì)。
2.建設(shè)提交方案成果階段。建筑工程每個(gè)設(shè)計(jì)階段的任務(wù)終將形成一個(gè)連貫一致的設(shè)計(jì)，包括方案、成本、準(zhǔn)則等所需要求。如果用3D模型完成空間、環(huán)境設(shè)計(jì)，就相當(dāng)一個(gè)縮微版的建筑與環(huán)境原型再現(xiàn)，必然會(huì)得到建設(shè)方和公眾的接受，也可避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)者的疏忽造成的失敗建筑。
3.項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)和營(yíng)造階段。隨著建筑項(xiàng)目的開展，3D打印模型的輔助設(shè)計(jì)功能也隨著改變，轉(zhuǎn)向項(xiàng)目的技術(shù)設(shè)計(jì)和細(xì)部處理、風(fēng)格展現(xiàn)，比如內(nèi)飾、外飾的材料、風(fēng)格、空間內(nèi)部的陳設(shè)和裝飾物品，使之更加深化細(xì)致。
4.建設(shè)項(xiàng)目成果展示。3D打印模型不僅是設(shè)計(jì)過(guò)程和項(xiàng)目施工過(guò)程中所用的工具，也可作最終展示。設(shè)想在一間設(shè)計(jì)公司的展廳內(nèi)，陳列著這家公司完成的許多項(xiàng)目縮微模型，他們就是窗外真實(shí)城市景觀的真實(shí)再現(xiàn)，這些模型就能贏得潛在客戶的信任，給設(shè)計(jì)者帶來(lái)新的收益機(jī)會(huì)。
（三）在建筑構(gòu)件方面的應(yīng)用。如今有一些建筑師將3D打印技術(shù)應(yīng)用于建筑構(gòu)件。起初，建筑師采用SLS（選擇性激光燒結(jié)）3D打印技術(shù)按照設(shè)計(jì)的尺寸分段打印各個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后將其組裝起來(lái)。SLS3D打印技術(shù)能夠滿足建筑所需要的美學(xué)和結(jié)構(gòu)方面的需求。
（四）在制造實(shí)體建筑方面的應(yīng)用。也就是用3D打印技術(shù)來(lái)蓋房子。采用的方法是分段打印組裝，即建筑模塊化，在工廠里每塊打印好，最后一起現(xiàn)場(chǎng)組裝。與建設(shè)傳統(tǒng)房屋一樣，打印房子之前首先需要打下地基；接著，打印機(jī)根據(jù)圖紙打印墻體結(jié)構(gòu)，同時(shí)預(yù)留“梁”與“柱”澆筑的空間；最后，在預(yù)留空間置入鋼筋、灌注混凝土，在墻體的中空部分填充保溫材料。這種打印實(shí)體建筑在我國(guó)也有案例，肉眼觀察，這些3D打印房與普通房屋有著明顯的區(qū)別：它們的墻體有著類似雕飾的紋路，或橫向或縱向，而整體效果宛如制作奶油蛋糕時(shí)擠出的奶油被一層一層堆疊起來(lái)。
三、3D打印技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景分析
3D打印技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用還有較長(zhǎng)的路要走，特別是在實(shí)體建筑打印方面還面臨諸多挑戰(zhàn)。
首先，打印材料的限制。3D打印機(jī)使用的是真實(shí)的金屬、陶瓷、塑料、尼龍玻纖等材料，雖然可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。雖然研究者們?cè)谝恍┐蛴〔牧仙弦呀?jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會(huì)是3D打印的一大障礙。
其次，打印機(jī)器的限制。3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。但最基本的困難在于尺寸。2維打印大家都常用，一個(gè)最根本的常識(shí)就是，輸出尺寸越大，打印機(jī)本身就越大，那么打印機(jī)的噴頭活動(dòng)范圍要能夠覆蓋全幅的輸出尺寸，那么必然會(huì)大一圈。在3維打印領(lǐng)域，這意味著：如果打印住宅則打印機(jī)需要比你的住宅大一圈。機(jī)器越大越難制造，更重要的是機(jī)器越大，打印精度和打印速度就會(huì)越差。所以現(xiàn)階段解決3d打印房屋的一些基本問(wèn)題：材料，控制，精度等。
再次，3D打印建筑的安全問(wèn)題。一方面，3D打印技術(shù)能否把房屋的梁體、墻體和柱體做到和傳統(tǒng)行業(yè)一樣堅(jiān)固，還有待檢驗(yàn)。另一方面，建筑的抗震性?，F(xiàn)在一般使用超輕的全新材料，打印的房子自重會(huì)小于傳統(tǒng)房屋，抗震性也就更好，但如果打印房的自重大于普通房屋，抗震性的問(wèn)題就值得考慮了。再一方面，建筑的耐撞擊性，不管怎樣由于材料的關(guān)系，打印的建筑的耐撞擊性可能不如傳統(tǒng)房屋。國(guó)家尚未對(duì)3D打印建筑出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這使得3D打印房的安全性、抗震性等性能無(wú)法得到檢驗(yàn)。
因此，短期內(nèi)，3D打印技術(shù)不可能完全替代傳統(tǒng)建筑。一種較大的可能是新技術(shù)與傳統(tǒng)工藝互為補(bǔ)充，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上結(jié)合3D打印技術(shù)，建造一些科幻建筑、概念建筑等。但在設(shè)計(jì)體系、模型制作、鋼筋混凝土很難塑造的個(gè)性的效果方面，3D打印卻能發(fā)揮不可替代的作用。
3D打印在不同行業(yè)的應(yīng)用
1. 航空航天作為工業(yè)界皇冠上的璀璨明珠，航空航天制造領(lǐng)域集成了一個(gè)國(guó)家所有的高精尖技術(shù)，是國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃得以實(shí)施，政治形勢(shì)得以展現(xiàn)的后援保障領(lǐng)域。
3D打印技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)就是可以快速成型，無(wú)需任何加工或者模具，這極大的提高了生產(chǎn)效率，縮短了產(chǎn)品研發(fā)制造的周期。
3D打印技術(shù)，可以在保證性能的前提下，將復(fù)雜結(jié)構(gòu)經(jīng)變換重新設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，從而起到減輕重量的效果。而且通過(guò)優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)，能使零件的應(yīng)力呈現(xiàn)出最合理化的分布，減少疲勞裂紋產(chǎn)生的危險(xiǎn)，從而增加使用壽命。
2. 汽車行業(yè)
3D打印最早應(yīng)用于汽車行業(yè)是因?yàn)檫@種技術(shù)免除了傳統(tǒng)的開模過(guò)程，無(wú)?；闹圃爝^(guò)程使得3D打印技術(shù)在小批量生產(chǎn)方面更具有靈活性。
汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能減排的重要途徑，已成為汽車發(fā)展的潮流。在輕量化3D打印汽車零部件設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域中的一個(gè)著名應(yīng)用案例是由EDAG工程公司打造的Soulmate概念車，車輛的輕量化車身由一系列的金屬3D打印節(jié)點(diǎn)連接而成。
通過(guò)仿真技術(shù)，在進(jìn)行3D打印之前就對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)和優(yōu)化，輕量化3D打印降低了零件打印失敗的風(fēng)險(xiǎn)，縮短了制造時(shí)間、降低了制造成本。
3. 建筑行業(yè)
建筑模型
通常制作一個(gè)逼真的建筑模型是一個(gè)非常艱巨的任務(wù)，在過(guò)去，模型制造商需要花費(fèi)幾個(gè)禮拜，甚至幾個(gè)月的時(shí)間來(lái)制作、雕刻和上色來(lái)得到一個(gè)逼真的模型，今天采用3D 打印只需幾天，從建模到3D打印，再對(duì)初始模型進(jìn)行打磨拋光、上色等處理，最終呈現(xiàn)一個(gè)完成的模型。通過(guò)3D打印獲得的建筑模型，能夠更好的凸顯建筑細(xì)節(jié)，且更為形象、直觀、準(zhǔn)確地表達(dá)設(shè)計(jì)思想和產(chǎn)品功能。
建筑沙盤
能直觀的展示建筑風(fēng)貌，可用作效果展示，虛擬漫游等。
4. 家裝行業(yè)
3D打印作為顛覆傳統(tǒng)工藝的魔杖，在結(jié)構(gòu)上的塑造能力，更加隨意和自由，可以讓家居設(shè)計(jì)師充分發(fā)揮創(chuàng)意和設(shè)計(jì)能力。3D打印家裝設(shè)計(jì)產(chǎn)品摒棄傳統(tǒng)家裝造型老舊單一等缺點(diǎn)，具有效率高、修改成本低、想象空間大等優(yōu)點(diǎn)。
一個(gè)科技感的吊燈，一個(gè)藝術(shù)氣十足的幾何花瓶、一副浮雕的掛畫……3D打印技術(shù)，釋放人們對(duì)空間和結(jié)構(gòu)的想象力，引燃人們體內(nèi)的欲望之火。
5. 影視動(dòng)漫
3D打印技術(shù)開始被運(yùn)用在影視特效制作流程中可以追溯到十幾年前，當(dāng)時(shí)好萊塢特效項(xiàng)目的制作周期非常有限, 而3D美術(shù)設(shè)計(jì)師結(jié)合3D打印技術(shù)幫助整個(gè)行業(yè)的設(shè)計(jì)流程變得更有效率。
定格動(dòng)畫制作
3D打印技術(shù)可以使定格人物模型的制作材料不再局限于粘土、布料等，制作方法上擺脫傳統(tǒng)手工制作的束縛，極大提升工作效率。
人物場(chǎng)景設(shè)計(jì)
運(yùn)用3D打印技術(shù)，可以把基本的角色設(shè)計(jì)模型打印出來(lái)。更加簡(jiǎn)潔值觀明了地進(jìn)行前期人物的設(shè)計(jì)與創(chuàng)作，從而提高動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作效率。
衍生品開發(fā)
動(dòng)漫游戲愛好者可以根據(jù)自己的喜好打印衍生產(chǎn)品。
6. 電子消費(fèi)品行業(yè)
電子消費(fèi)品行業(yè)常會(huì)用到一些軟的、易變形的、曲面復(fù)雜等不易檢測(cè)的零部件。通過(guò)三維掃描可以在成型階段對(duì)形狀進(jìn)行評(píng)估，生成直觀的全尺寸檢測(cè)色譜圖，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷或制造問(wèn)題，還可以確定產(chǎn)品的孔位尺寸，保障產(chǎn)品的裝配精度。
定制的電子外殼、USB記憶筆盒、鍵盤等，具有具有復(fù)雜的形狀和各種顏色，圖形和尺寸。用戶可根據(jù)自身喜好在顏色、圖像和圖形之間進(jìn)行選擇，獲取獨(dú)屬于自己的產(chǎn)品。
7. 教育行業(yè)
3D打印將制造業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，3D打印將變成強(qiáng)制性教育的一部分，學(xué)校不能錯(cuò)過(guò)它，否則，他們將無(wú)法正確地為社會(huì)準(zhǔn)備他們的學(xué)生。
學(xué)生通過(guò)3D建模軟件課程，生成教育模型，以及通過(guò)原型設(shè)計(jì)全功能項(xiàng)目來(lái)探索增材制造。他們可以在幾天內(nèi)測(cè)試他們的想法，并花更少的時(shí)間來(lái)完善概念并將其作為最終產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，更重要的是，還可以通過(guò)3D打印技術(shù)激發(fā)孩子的創(chuàng)造力和對(duì)美的感知。
8. 醫(yī)療領(lǐng)域
醫(yī)療器械行業(yè)是3D打印的重要市場(chǎng)，3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化、精準(zhǔn)化的醫(yī)療服務(wù)。通過(guò)3D掃描儀掃描出精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，打印出與病人需求高度契合的產(chǎn)品。例如：醫(yī)療模型、仿生耳、義肢、假牙等。
2015年9月，中國(guó)首個(gè)3D打印人體植入物-髖臼部件獲得國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）注冊(cè)批準(zhǔn)，標(biāo)志著3D打印技術(shù)在中國(guó)正式進(jìn)入臨床應(yīng)用。
3D打印只有貼近應(yīng)用才能彰顯它的獨(dú)特魅力，無(wú)論是高大上的航空航天，還是個(gè)性十足的家裝燈飾，抑或是需要高度契合的醫(yī)療產(chǎn)品，3D打印在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用比以往都更加深入，各大行業(yè)似乎也更有信心。
3d打印技術(shù)在建筑行業(yè)中目前使用最廣泛的領(lǐng)域是閱讀下面的文字 請(qǐng)給"3D打印"下定義,（閱讀下面的文字，請(qǐng)給“）
