3D建筑打印研究综述

作者信息　宋靖华，博士，武汉大学城市设计学院　副教授　胡欣，武汉大学城市设计学院硕士　研究生（通讯作者），　ｈｕｘｉｎ７１０＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ　收稿日期：２０１４—０８—０４　国家自然科学基金“基于ＧＡ的聚落更新的设计方法研究”资助项目（编号：５０６０８０６１）　３Ｄ建筑打印研究综述　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　３Ｄ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎ０１０ｇｙ　ｉｎ　Ｃ０ｎｓｔｒｕｃｔｉ０ｎ　宋靖华　Ｓｏｎｇ　Ｊｉｎｇｈｕａ　胡欣　Ｈｕ　Ｘｉｎ　中图分类号Ｔｕ—Ｏ５　文献标识码Ａ　文章编号　１００３—７３９Ｘ（２０１５）０２—０００７—０４　『摘要Ｉ　３Ｄ打印技术出现在２０－￣－＃ｇ９０年代中期，是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，其实质是增材　制造技术。该文对３Ｄ建筑打印相关文献资料和实例进行梳理、汇总，分析了国内外研究现状与发展趋势，总　结了目前主流的３Ｄ建筑打印工艺方法与特点。其中，Ｄ—Ｓｈａｐｅ打印工艺以细骨料和胶凝料为打印材料，形成　特定形状且坚固的石质建筑物；轮廓工艺（Ｃｏｎｔｏｕｒ　Ｃｒａｆｔｉｎｇ）以混凝土为打印材料，通过计算机自动化施工　方法来构建整个房屋；尼龙纤维激光烧结工艺（Ｓｏｆｔｋｉｌｌ　Ｄｅｓｉｇｎ）则以骨骼架构为原型，以纤维尼龙为材料制作　所有的部件。若在这些技术研究基础上，增强相互之间的交流融合，发展新的低成本的３Ｄ打印方法体系，将　有助于解决全球住房危机和节约能源、环保等问题，促进社会和谐发展。　『关键词１　３Ｄ建筑打印轮廓打印Ｄ—Ｓｈｏｅ纤维激光烧结技术　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｈｉｃｈｗａｓａｐｐｅａｒｅｄｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅ　１９９０ｓｉｓａｎｅｗｅｍｅｒｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅ　ｍａｎｕｆａｃｂｒｉｎｇ　ｉｎｄｕｓ￣ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅ　ｅｓｓｅｎｃｅ　ｏｆ　３Ｄ　ｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｈｔｅ　ａｄｄ＇ｒｌｉｖｅ　ｍａｎ￣ａｃｂｆｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｈＴｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｒ￣ｅｒａｂｒｅａｎｄｅｘａｍｐｌｅｓｏｆ３Ｄｐｒｉｎｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｃｏｍｂｉｎｅｄａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ＳＯａｓｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｂｓ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ＿ｎ　ｔｈ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅ　ｈｔｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｆｅａｌｕｒｅｓ　ｏｆ　３Ｄ￣ｎｆｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｈｔｅ　Ｄ－Ｓｈａｐｅ　ｔｃｅｈｎｏｂｇｙ（ｃａｌｃａｒｅａ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｏ　ｉｆｎｅ　ａｇｇｒｅｇａ￣ａｎｄ　ｇｅｌａ￣ｎｉｚａｔｉｏｎ），　Ｃｏｎｔｏｕｒ　Ｃｒａｆｔｉｎｇ（ａｕｔｏｍａｔｅｄ　ｃｏｎｓｆｕｃｆｌ＇ｏｎ　ｈｏｕｓｅ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅＪ　ａｎｄ　Ｓｏｆｆ￣ｌｌ　Ｄｅｓｉｇｎ（ｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｉｆａｍｅｗｏｒｋ）．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ￣ａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ　ｍｕｔｕａｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｌｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，　ａｎｄ　ｄｅｖｄｏ＃ｎｇ　ａ　ｎｅｗ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏ　ｌｏｗ－ｃｏｓｔ　３Ｄ　ｐ￣ｎｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，　ｗｌｌ　ｃｏｎＮｂｕ￣ｔｏ　ｈｔｅ　ｓｏｌｕｉ￣ｏｎ　ｆｏ　ｔｈｅ　ｇｌｏｂａｌ　ｈｏｕ￣ｎｇ　ｃｒｉｓｉｓ，ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ，ｅｎｖ＇ｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｓｉｓｕｅｓ，ｔｈｕｓ　ｐｒｏｍｏｔ！Ｙｌｇ　ｈｔｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｏ　ｈａｒｍｏｎｉｏｕｓ　ｓｏｃｉｅ￣．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ，Ｃｏｎｔｏｕｒ　Ｃｒａｆｔｉｎｇ，Ｄ—Ｓｈａｐｅ，Ｆｉｂｅｒ　ｌａｓｅｒ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　当前人类正面临历史上第三次工业革命的浪潮，信息化和数字化产业的发展是必然趋势。英　国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，将３Ｄ打印技术作为第三次工业革命的重要　标志之一，引发了世人的关注。在建筑行业，３Ｄ打印技术顺应产业革命的发展，将使大规模的　个性化生产成为可能，逐步实现快速建造和产业化生产，并会创造出大量的传统工艺无法生产的　新型材料，这将会带来全球制造业经济的重大变革。　尽管过去２Ｏ年里已经开发了一些快速成型的方法，且在很多领域已经有了基于这类方法的成　功应用实践（包括工业加工、医疗、玩具制造等），这些扩展应用的成果为３Ｄ建筑打印技术提　７　ＨＵＡＺＨｏＮＧ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ