1、Word文檔 建筑3D打印工藝流程及市場現狀分析 一、建筑3D打印工藝流程分析 3D打印技術是上世紀80年月開頭興起的一種快速成型新制造技術，是一種以數字模型文件為基礎，運用計算機自動掌握技術，將打印材料通過逐層打印的方式構造物體，最終把計算機上的藍圖變成實物。其具有數字化、智能化、機械自動化等特點。 建筑3D打印其本質上是綜合利用管理、材料、計算機與機械等工程技術的特定組合完成工程建筑的技術。在建筑功能化、結構造型簡單化、規模擴大化的建筑要求下，傳統的施工技術和方法是難以滿意和實現的。與傳統建筑業相比，3D打印技術可采納工業化的生產方式，大大削減了勞動力的投入，降低了建筑成本，提高了效率，縮

2、短了生產建設周期，同時在建筑過程中防止了環境的大面積破壞。 二、中國建筑3D打印產業市場現狀分析 近年來，我國3D打印產業進展快速，廣泛應用于工業制造、藝術創作、建筑設計、航空航天、生物工程等多個領域的新興技術。據統計，截至2021年我國3D打印產業規模達到157.5億元，同比增長31.1%；估計2021年我國3D打印產業規模將達到208億元。 從下游應用行業來看，目前工業中使用3D打印最多的行業是汽車工業，占比為16.4%。消費領域/電子領域和航空航天則緊隨其后，分別為15.4%和14.7%。其中建筑建材行業在3D打印下游應用中占比4.7%。 混凝土作為最大宗的建筑材料，為國計民生作出卓越貢

3、獻，然而混凝土在生產和使用過程中產生的高污染、高能耗已成為傳統混凝土技術進展的重大阻礙。源于上世紀80年月的3D打印技術顛覆了傳統生產模式，被譽為第三次工業革命的代表。 3D打印過程為增材制造，成型無需模板、綠色環保、敏捷高效，為混凝土可持續進展供應了新的方向。3D打印混凝土自被報道以來，便引起了廣泛關注和專利申請熱忱，繼2021年由國外DShape打印出首棟建筑后。中國于2021年勝利利用3D打印技術建筑了混凝土建筑，國內3D打印混凝土技術專利的申請于2021-2021年大幅上升，截至2021年我國3D打印混凝土專利公開量為34件，申請量為30件。 從我國3D打印混凝土行業申請人專利量排名來

4、看，前十名申請量中高校占5位，公司也占5位，均為國內水泥混凝土領域科研實力雄厚和施工技術先進的單位。其中河北工業高校以申請量9件排第一，河北高校于2021年10月13日按趙州橋1:2的縮尺打印后現場裝配組裝成混凝土3D打印石拱橋，并對相關3D打印混凝土材料進行專利布局。 三、中國建筑3D打印技術應用進展分析 目前，在世界范圍內建筑3D打印行業還處于探究和培育階段，主要開展3D打印材料、設備等研發和小型構件的打印試驗，采納3D打印技術建筑大型基礎設施和建筑的工程項目還很少，致力于建筑3D打印技術的企業數量和規模尚待增加。作為一個具有巨大進展前景的新興行業，建筑3D打印行業需要國家政策的大力支持、

5、基礎討論的突破，也需要各企業的共同努力。 2021年建筑3D打印行業市場現狀，3D打印建筑進展潛力巨大 四、建筑3D打印技術展望 3D打印在建筑行業的應用有許多優點：較低的成本。打印建筑構件可有效避開材料存儲成本，也可充分利用建筑垃圾等，形成資源循環利用；3D打印建筑工期短，所需的勞動力少，勞工成本低。塑形力量強，適合異形混凝土構件的建筑，可以實現中空、鏤空制作，實現傳統技術無法實現的外形。環保性強。構件提前預制，建筑安裝工程產生的建筑垃圾和灰塵等比傳統方法少。 3D打印技術是一個多學科跨界融合的技術體系，包括建筑模型的數字化、結構設計、混凝土材料、適應建筑大體量特點的智能打印系統、混凝土體內

6、或體外鋼筋增加、整體打印或打印構件部品裝配式建筑技術等，其簡單性不言而喻。3D打印建筑的討論和應用推動，將加快我國工程建設的裝配化、機械化、智能化和綠色化為特征的建筑產業現代化的進展步伐，助推我國經濟轉型升級。雖然目前在實體建筑的相關基礎性討論和工程應用中也略顯不足，但3D打印建筑進展潛力巨大。人們亟需明確其進展方向，理清其進展思路，制定其進展戰略。3D打印機技術雖然是一個新技術，但是它在繼承傳統的3D打印機技術以及工藝的基礎上也有相應新的要求。建筑3D打印擁有寬闊的應用前景。 搬磚工人或將失業？3D打印住宅技術正在世界范圍內逐步擴張 2021年12月，印度LarsenToubro建筑公司在K

7、anchipuram測試基地用3D技術打印了一座混凝土住宅樓模型，占地面積65平方米。在打印過程中，該公司主要使用了丹麥公司COBOD的3D建筑打印機以及LT內部開發的混凝土混合物。 明顯，該模型只是一種概念驗證。但這種住宅（如上圖所示）卻是將來的進展趨勢。 事實上，與一般的3D打印技術相比，混凝土打印技術的難度更高。首先需要確保在打印過程中，混凝土都能夠流暢地流淌，這樣才能順當進出打印機，不發生堵塞，其次，打印機中擠出的混凝土又要能夠快速硬化，變得足夠堅固，只有這樣才能承受后續層次的負荷，在滿意上述要求的基礎上，還需要實現這些層與層之間的充分粘結。 LT的高級執行副總裁M.V.Satish表

8、示，此外，3D混凝土打印還需要克服在露天環境中（工作）的一系列挑戰，由于環境種的灰塵、濕度、水分、溫度等都是影響混凝土性能的變量，所以必需對這些影響因素進行掌握。 換言之，若想開發出相宜的3D混凝土混合物，并盡量滿意團隊使用當地可用的建筑材料的需求，開發團隊需要進行大量的現場試驗來不斷加以完善。 Satish指出，他們后來發覺，在印刷過程中存在著另外一項挑戰整合水平和垂直的鋼筋。為應對這一挑戰，他們特地修改了打印頭，將鋼筋嵌入其中。 依據印度政府提出Pradhan Mantri Awas YojanaGramin（PMAY-G）方案，又名人人有房住方案（Housing for All），當地政

9、府的目標是在2022年為農村貧困人口建筑3000萬套住房，這意味著在農村地區每年要建筑住房500萬套。 Satish認為，面對印度的住宅行業在建設規模與建設速度上的巨大需求，3D打印肯定是最合適的技術 而且截止目前，LT已經證明白這項技術的可行性，但是他們的原型還處于早期階段，尚不清晰假如進行大規模開發的話，詳細需要耗費多少成本和多長時間。 Satish認為這主要取決于各種因素，比如建筑配置、建筑簡單程度、墻壁尺寸、項目建設面積、一幢建筑的樓層或公寓數量等等。 雖然他們在Kanchipuram打印的模型符合印度的建筑規范，但仍舊需要經過法定機構、討論機構等多方面的設計驗證過程。 在世界的另一端

10、，總部位于加州的Mighty Buildings公司已經向客戶交付了一系列3D打印建筑。 聯合創始人兼首席可持續進展官Sam Ruben介紹道，他們使用一種專有的熱固性復合材料，能夠有效合成石頭。他們打印出整個工作室，建筑面積達350平方英尺，然后將其直接放到建筑工地上，再接上（水、電等）到公共事業設備。而兩個這樣的工作室模型連接到一起，就組成了一個更大的房子。 據悉，在今年晚些時候，該公司將推出由3D打印面板制成的定制化住宅，面積更大，并且這些房屋將被運到建筑工地并在那里進行組裝。 盡管Mighty Buildings的大部分銷售訂單都是針對C端消費者的附屬住宅單元，但該公司盼望能夠借機切入現有的建筑行業供應鏈，從而進入到B2B服務領域。 Ruben稱：對我們而言，專注于3D打印和材料是非常有意義的。（由于）我們能夠與（特定)領域的專業開發商和建筑商開展合作。 Ruben指出，公司的愿景就是讓他們的生產工藝遍布到美國，乃至世界各個能夠找到合作伙伴，滿意其開拓需求的地區。 印度、美國兩家公司高管Satish和Ruben不約而同地表示，3D打印有望徹