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在過去的幾年里，人們見證了3D打印的顛覆性力量。未來，它又會如何改變建筑行業(yè)呢？你愿意住在3D打印的房子里嗎？

2018年，增材制造（Additive Manufacturing，AM俗稱3D打印）業(yè)市場規(guī)模并不大，但也達(dá)到了80億美元。然而，按照每年約24-26%的年增長率，到2026年該行業(yè)預(yù)計將擴大到510億美元。但它為什么能迅猛增長呢? 3D打印正在顛覆幾乎所有的主要行業(yè)，而且它的潛力還沒有完全顯現(xiàn)出來。

3D打印正在醫(yī)療保健、時裝設(shè)計、食品、航空航天以及汽車工業(yè)等領(lǐng)域掀起波瀾。借助3D打印，這些行業(yè)能夠做出樣品，能夠制造零部件，甚至能夠在極短的時間內(nèi)以很低的成本生產(chǎn)出功能完善的部件。

在3D Systems總裁兼首席執(zhí)行官維奧梅什·喬希（Vyomesh Joshi）看來，過去一年3D打印行業(yè)定位為漸進(jìn)式的、有目的性的數(shù)字創(chuàng)新，其進(jìn)展體現(xiàn)在四個主要方面：生產(chǎn)率、持久性、可重復(fù)性和總運營成本。

建筑業(yè)呢？

在討論3D打印技術(shù)的顛覆性時，一個行業(yè)似乎有時會被忽視——那就是建筑業(yè)。然而，在過去的3到5年里，該行業(yè)所發(fā)生的一些最引人注目的變化及創(chuàng)新，都可以歸功于增材制造。3D打印的便捷性和低成本，讓開發(fā)新的施工方法、更好的施工技術(shù)甚至更安全的施工方法都成為了可能。

那么，什么是增材制造呢？它是指利用3D打印機從數(shù)字文件制造出三維實體物體的過程。

據(jù)一些工程師估計，由于建筑材料成本和勞動力成本雙雙降低，使用3D打印技術(shù)建造一座房子的成本將會降低50%。

下面就來探討增材制造是如何改變建筑業(yè)的，并看看這些改變會如何影響到你周圍的城市的。

3D打印帶來全新的施工流程

創(chuàng)意十足的荷蘭公司MX3D利用金屬3D打印和機器人技術(shù)，為公共項目和商業(yè)項目創(chuàng)造了功能齊全的結(jié)構(gòu)。MX3D團(tuán)隊計劃將增材制造的建設(shè)性力量應(yīng)用于客廳、全球各地的建筑項目甚至其他星球上的項目。

該團(tuán)隊最酷的項目之一是MX3D橋。他們在阿姆斯特丹市中心最古老、最著名的運河之一Oudezijds Achterburgwal上打印了一座功能完備的不銹鋼橋。這座人行橋長12米，具有令人驚嘆的未來主義設(shè)計。建造過程中，該團(tuán)隊使用了兩個工業(yè)機器人，讓它們分別從橋的一頭開始打印，最終在橋的中間匯合。

在該項目中，MX3D團(tuán)隊還與多位數(shù)學(xué)家、物聯(lián)網(wǎng)專家和一流的3D打印專家展開了合作。正如該團(tuán)隊所描述的，“獨特的施工方法，讓我們得以利用3D打印打造出堅固、復(fù)雜且優(yōu)雅的金屬結(jié)構(gòu)?！?/p>

在不久的將來，大城市的建筑項目可能直接3D打印完成，幾乎不需要人工輔助。人工智能、5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)可能會在未來五年內(nèi)使這一目標(biāo)成為可能。

3D打印商業(yè)建筑

迪拜以擁抱新興技術(shù)而聞名。最近，迪拜未來基金會（DFF）創(chuàng)造了世界首個3D打印商業(yè)建筑。在不久的將來，辦公室、圖書館甚至咖啡店都可能用3D打印技術(shù)建設(shè)而成。DFF的3D打印大樓高6米，長36.5米，寬約12.1米。這個項目只用了一臺3D打印機就完成了。實際打印時間為17天，建構(gòu)時間約為3個月，需要的人力比傳統(tǒng)建筑節(jié)省50%，所產(chǎn)生的建筑垃圾也減少了60%。

像這樣的項目是建設(shè)我們周圍城市的絕佳案例。

更好的施工方法

在大數(shù)據(jù)當(dāng)?shù)赖臅r代，數(shù)據(jù)就是金子。基于機器學(xué)習(xí)和人工智能的工具，可幫助人類做出更好的決策?，F(xiàn)在，我們比以往任何時候都更能夠挖掘大量的數(shù)據(jù)，來更好地展開建造、施工和設(shè)計工作。利用這些新興技術(shù)能夠提高施工的精準(zhǔn)度。得益于3D打印的一些獨特性，開發(fā)商甚至能夠創(chuàng)建最優(yōu)化的不規(guī)則設(shè)計結(jié)構(gòu)，來滿足個性化需求或者適配特定的環(huán)境。

埃因霍溫科技大學(xué)已經(jīng)開發(fā)出了3D打印房屋，它們看起來像是來自外星世界?；炷?D打印的房子擁有你可能渴望的所有設(shè)施。家居設(shè)計可以高度定制，以滿足個人或家庭的需要。

3D打印讓建筑更加安全

施工是一項非常危險的工作。根據(jù)美國職業(yè)安全與健康管理局（OSHA）的數(shù)據(jù)，美國每年每5個工人死亡案例中就有1個與施工有關(guān)。雖然施工方法在不斷改進(jìn)，但僅在2018年，建筑工人死亡就占美國所有致命工傷的47%。其中，33.5%的死亡是墜落造成的，11%是因為被物體擊中造成的，8.5%是觸電造成的，5.5%是被物體夾住造成的。

增材制造將使得施工變得更加安全。3D打印一個建筑最終將需要很少的人力。再加上由機器人來處理危險的任務(wù)，就可以大大減少與施工相關(guān)的傷亡。

大大降低施工成本

3D打印將使施工過程更容易。首先，3D打印將有助于從多個方面減少材料的浪費。在3D打印的建筑項目中，具體需要多少材料就用多少材料，而不像傳統(tǒng)項目那樣批量訂購材料。用于這些項目的建筑材料可以更容易地回收利用，在其他的項目中再次使用。

項目需要較少的人力，因而可降低人工成本?；旧?，由于工傷、施工時間和材料成本全都減少，開發(fā)商的利潤會大幅增加。

3D打印經(jīng)濟適用房

在建筑業(yè)中，增材制造的另一個顯著影響是在房屋建設(shè)上。全球有許多初創(chuàng)公司正在利用3D打印的威力，在24小時甚至更短的時間內(nèi)建造出適合居住的房屋。全球領(lǐng)先的Winsun 3D公司甚至已經(jīng)開發(fā)出一種利用回收材料打造3D打印房屋的方法。這些3D打印的房屋經(jīng)久耐用，有的還可以移動，因而讓把家搬到另一個地方成為可能。成本更低，施工時間更短，也意味著有望讓更多的人有房可住。

這方面最好的例子莫過于3D打印創(chuàng)業(yè)公司ICON和非盈利組織New Story在墨西哥農(nóng)村的合作項目。牽頭這個項目的New Story有一個簡單的使命：利用3D打印在施工上的強大威力，為低收入家庭和生活在惡劣環(huán)境中的人們提供負(fù)擔(dān)得起的住房。借助一臺33英尺長的大型3D打印機，該協(xié)作團(tuán)隊已經(jīng)建造了整個3D打印住宅社區(qū)。每個房子的建造時間不到24小時，面積為500平方英尺（約合46.5平方米），屋頂、窗戶和內(nèi)部裝飾一應(yīng)俱全。

“我們面臨的挑戰(zhàn)是巨大的，全球有超過10億人生活在沒有無瓦遮頭的地方。為了降低這個數(shù)字，我們必須要提升我們的規(guī)模化能力?！?New Story團(tuán)隊說。

在不久的將來，3D打印房屋將會變得更加普遍，使各個階層的人們都擁有自己的房子。haus.me等公司所創(chuàng)造的3D打印房子，看起來就像未來主義的宜家產(chǎn)品目錄上新鮮出爐的東西。這些漂亮的房子在能源方面可以自給自足，因而居民能夠完全脫離電網(wǎng)。你希望住在3D打印的房子里嗎?

展望未來的3D打印技術(shù)

3D打印在建筑領(lǐng)域仍處于初期應(yīng)用階段，但該行業(yè)本身正在快速發(fā)展。然而，要3D打印出整個城鎮(zhèn)乃至整個城市，仍然前路漫漫，有一些障礙需要克服。最大的局限之一是，建筑打印機往往一次只能使用一種材料。

這就是為什么可能需要同時使用多臺打印機或其他人力來完成一個項目。更重要的是，建筑行業(yè)還沒有找到一個商業(yè)上可行的方法來打印大規(guī)模的城市級結(jié)構(gòu)，因為需要打造出超級巨型的3D打印機。盡管如此，3D打印建筑的世界還是令人興奮的。5年后，你或許會生活在3D打印的房子里。