摘要

Abstract

混凝土建筑３Ｄ打印技術(shù)的研究目前處于起步階段，打印材料、設(shè)備、工藝間的研究相互割裂，缺少實(shí)踐配合。由于缺少相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為建造依據(jù)，且現(xiàn)有示范項(xiàng)目未能充分體現(xiàn)３Ｄ打印技術(shù)的優(yōu)勢，因此該技術(shù)的市場認(rèn)可程度不高，距投入市場化應(yīng)用還有極大難度。梳理國內(nèi)外混凝土建筑３Ｄ打印技術(shù)的打印工藝、打印材料、打印設(shè)備、打印實(shí)踐發(fā)展，通過分析混凝土建筑３Ｄ打印技術(shù)在不同工程場景下的實(shí)際應(yīng)用案例，總結(jié)其存在的主要問題與不足，并立足適合該技術(shù)的不同應(yīng)用場景進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出高效、合理的生產(chǎn)建造過程，推動3Ｄ打印在混凝土建筑領(lǐng)域的智能化、工業(yè)化、可持續(xù)化的研究與發(fā)展。

Part 01

混凝土建筑3D打印研究現(xiàn)狀

1.1  3D打印工藝

混凝土建筑3D打印工藝最早由Pegna于1997年提出，發(fā)展至今形成4種相對成熟的打印方法：D型工藝（D-shape）、輪廓工藝（contour crafting）、混凝土打印（concrete printing）、大型機(jī)械臂驅(qū)動的材料三維構(gòu)造建造方法。

1997年，Pegna提出適用于水泥材料逐層累加的自由形體構(gòu)件建造方法，類似于選擇性沉積法，即先在底層鋪1層薄砂，再在上面鋪1層水泥，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)使其快速固化成型；2001年，Khoshnevis提出被稱作輪廓工藝的建筑3D打印技術(shù)，通過大型三維擠出裝置和帶有抹刀的噴嘴，實(shí)現(xiàn)混凝土分層堆積打印；2007年，Dini提出使用噴擠黏結(jié)劑選擇性膠凝硬化逐層砂礫粉末實(shí)現(xiàn)堆積成型的方法，即D型打印。采用該工藝建造完成后的建筑體質(zhì)地類似于大理石，比混凝土強(qiáng)度更高，且不需要內(nèi)置鐵管進(jìn)行加固；2008年，Paul等改進(jìn)并提出輪廓工藝-帶纜索系統(tǒng)，采用基于直角坐標(biāo)系的輪廓工藝?yán)|索機(jī)器人進(jìn)行施工，即以鋼框架作為機(jī)械骨架，通過12條纜索控制終端噴嘴的三維運(yùn)動；2011年，Lim等提出噴擠疊加混凝土的打印工藝，即混凝土打印。

3種打印工藝的特點(diǎn)各不相同，輪廓工藝的優(yōu)勢在于可根據(jù)打印材料配合比控制擠出速度，同時定制化程度高、設(shè)計(jì)較自由；但打印精度依賴泥刀等后處理，打印尺寸、高度等受打印系統(tǒng)的限制、層間黏結(jié)力較低、對材料承載力要求較高。混凝土打印技術(shù)最大的優(yōu)勢在于精度較高，但對泵送壓力、打印材料流變性能、打印時間控制要求高，需各要素緊密配合，因此打印效率相對較低，打印構(gòu)件受打印機(jī)尺寸限制較大。D型打印技術(shù)的成本低、效率高、打印材料強(qiáng)度較高，但打印機(jī)器占地大、前期準(zhǔn)備材料及清除打印剩余材料工作量較大、打印尺寸受打印設(shè)備尺寸約束。

1.2  混凝土3D打印油墨材料

混凝土3D打印建筑對材料要求比傳統(tǒng)建造中普通混凝土更嚴(yán)格，打印材料需具有良好的強(qiáng)度、剛度、較好的抗裂性和塑性。混凝土建筑3D打印材料需滿足可擠出性和較好流動性、可控的凝結(jié)時間、良好的堆砌性和較高的層間銜接性、高強(qiáng)度的材料特性。

針對上述3D打印材料特性，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行大量研究。Hambach等研究表明打印油墨材料中增加的纖維含量超過1.5%會導(dǎo)致打印噴嘴處堵塞，打印材料骨料過大會堵塞打印管道及噴嘴，因此應(yīng)避免使用大骨料，防止堵塞。Malaeb等研究發(fā)現(xiàn)，聚羧酸鹽減水劑的增加會相應(yīng)提高打印材料流動性，但過高的流動性會降低可建造性；藺喜強(qiáng)等研究不同施工溫度下，調(diào)整硫鋁酸鹽水泥中促凝劑和緩凝劑的摻和比例，可將打印材料的凝結(jié)時間控制在20~60min；陳雷等研究表明，緩凝劑中酒石酸、四硼酸鈉是某種快硬硫鋁酸鹽水泥較理想的緩凝劑，既可起緩凝作用，還能提高早期強(qiáng)度；Le等研究聚丙烯微纖維增強(qiáng)細(xì)骨料混凝土，該混凝土加入適量減水劑、緩凝劑及促凝劑后，流動性可維持100min，且具有良好的可建造性；陳雷等發(fā)現(xiàn)，通過添加復(fù)合調(diào)凝劑和復(fù)合體積穩(wěn)定劑制成3D打印材料，具有早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定的特點(diǎn)；范詩建等發(fā)現(xiàn)磷酸鹽水泥早期強(qiáng)度遠(yuǎn)高于其他類型水泥，適合快速成型，但該材料耐久性能和經(jīng)濟(jì)性較差；Perrot等發(fā)現(xiàn)打印速度降低時，構(gòu)件承受的最大壓力有所提高；Le等發(fā)現(xiàn)添加砂和聚丙烯微纖維打印出的試件28d抗壓、抗折強(qiáng)度均有所提高；Hambach等研究表明短纖維可增強(qiáng)3D打印油墨材料的28d抗壓、抗折強(qiáng)度。

由于混凝土建筑3D打印對材料性能要求較高，不同學(xué)者研究的針對性不同，所用的設(shè)備和工藝也不同，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果間缺乏可比性。目前，混凝土3D打印材料主要通過擠壓成型、逐層疊加的方式完成建造，打印后的材料缺少傳統(tǒng)施工方式中的振搗環(huán)節(jié)。此外，還缺少對混凝土3D打印材料長期性能的相關(guān)研究。同時，現(xiàn)有3D打印油墨材料并非真正的混凝土材料，隨著原材料組成和摻和料的不同，制備的材料在性能上各有差異，不能同時滿足3D打印混凝土對可擠出性和可建造性的要求。傳統(tǒng)工藝大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工建造，若單純使用油墨材料而沒有鋼筋協(xié)同工作，很難滿足打印結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，當(dāng)拉應(yīng)力超過材料抗拉強(qiáng)度時可能出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響打印效果。3D打印材料的研究難以與打印工藝、打印設(shè)備相呼應(yīng)，導(dǎo)致材料研究與實(shí)際打印脫節(jié)，各方研究難以互相借鑒。

1.3  混凝土建筑3D打印設(shè)備

3D打印設(shè)備是實(shí)現(xiàn)3D打印建造的重要環(huán)節(jié)，通常需連接打印機(jī)與控制系統(tǒng)，將3D打印建筑模型通過系統(tǒng)傳輸給打印機(jī)完成打印，打印機(jī)一般包括架體、打印頭、升降架、水平移動架等組成部分，現(xiàn)階段常見的打印設(shè)備主要是桁架式3D打印機(jī)和龍門式3D打印機(jī)。

Sakdanarseth等提出需考慮打印工藝的限制進(jìn)行設(shè)計(jì)；Lim等提出曲層打印的新路徑計(jì)算方法，更適用于大尺寸建筑構(gòu)件打印，可達(dá)到更好的表面精度和強(qiáng)度，同時縮短打印時間；Khoshneivis在噴嘴處設(shè)計(jì)刮刀，隨著打印路徑調(diào)整角度，保證打印制品外表面光滑平整；Gosselin等提出可在噴嘴處加入促凝成分，控制凝結(jié)時間；覃亞偉等指出，運(yùn)動控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)打印路徑文件控制噴嘴沿設(shè)計(jì)的打印路徑運(yùn)動并完成打印；丁烈云等對3D打印水泥砂漿砌體技術(shù)進(jìn)行研究，提出基于BIM建筑模型的水泥砂漿砌體自動建造裝置及工作方法；徐衛(wèi)國等自主研發(fā)3D打印系統(tǒng)，該系統(tǒng)由數(shù)字建筑設(shè)計(jì)、打印路徑生成、操作控制系統(tǒng)、打印機(jī)前端、混凝土材料等創(chuàng)新技術(shù)集成，并打印出混凝土橋梁；于穎等開發(fā)針對混凝土材料特性的混凝土3D打印系統(tǒng)及工藝規(guī)劃，并設(shè)計(jì)2種龍門式框架結(jié)構(gòu)，通過數(shù)控系統(tǒng)對擠出機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，對料倉、預(yù)攪拌機(jī)構(gòu)及螺桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

隨著尺寸的增大，打印機(jī)制造難度相應(yīng)增大，打印精度和速度則會降低，目前缺少標(biāo)準(zhǔn)化的配合比設(shè)計(jì)適應(yīng)具體場景下的打印工藝與設(shè)備；打印成型的建筑在美觀性方面頗受質(zhì)疑，目前混凝土建筑3D打印仍是以層層堆疊為主，不可避免地在打印材料硬化后的表面上留有條形紋理，影響建筑美觀；層層打印難以保證材料硬化后各方向的受力性能。目前打印設(shè)備及建造系統(tǒng)的研發(fā)大部分停留于實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模階段，設(shè)備研發(fā)往往不會針對性地考慮打印材料性能，實(shí)驗(yàn)室打印成果往往與實(shí)際施工工藝有較大差距，限制3D打印技術(shù)市場化的應(yīng)用。

1.4  混凝土建筑3D打印實(shí)際應(yīng)用

國內(nèi)外近年來已有高校和企業(yè)利用混凝土3D打印技術(shù)完成建造，但大多是示范性個例，尚未形成規(guī)模化的打印建造。

北京華商陸海科技有限公司2016年在北京通州使用45d時間，通過3D打印機(jī)打印出第一個鋼筋混凝土別墅；上海盈創(chuàng)有限公司在2016—2018年運(yùn)用輪廓技術(shù)打印3D打印曲線房屋、3D打印別墅、3D打印6層建筑，該公司率先提出3D打印污水井及3D打印化糞池，并完成打印；2016年，工程人員應(yīng)用D型打印技術(shù)在西班牙阿科班達(dá)市架設(shè)世界上第一座長12m、寬1.75m的人行橋。該橋完全由混凝土制成，并采用聚丙烯熱塑性塑料進(jìn)行增強(qiáng)；荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)于2017年10月完成3D打印橋，該橋縱向分8個節(jié)段，使用專用水泥打印機(jī)在工廠打印好，采用體預(yù)應(yīng)力張拉形成整體，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行整體吊裝；2017年10月，日本大林組建造日本首座3D打印橋梁，所用3D打印方式是主流的機(jī)械臂+混凝土的組合方式；上海建工集團(tuán)2018年在桃浦智創(chuàng)城完成3D打印橋，該橋在上海建工機(jī)施集團(tuán)的數(shù)字三維建造中心采用1臺龍門架復(fù)合3D打印機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行施工，打印精度達(dá)毫米級，一次性成型只需35d；河北工業(yè)大學(xué)馬國偉團(tuán)隊(duì)2019年10月在天津按照趙州橋1:2縮尺打印后，現(xiàn)場裝配式組裝成3D打印橋，是目前世界最長跨度的裝配式混凝土3D打印橋，也是世界上單跨最長的混凝土3D打印橋梁；東南大學(xué)王香港等利用建筑3D打印技術(shù)在南京江北新區(qū)，短時間內(nèi)建造混凝土公共衛(wèi)生防控方艙；盈創(chuàng)公司短時間內(nèi)利用3D打印技術(shù)建造多批防疫隔離屋、休息室等送至湖北、山東各地，這批防疫建筑物在工廠內(nèi)打印完成并送至防疫現(xiàn)場吊裝完成投入使用，如圖1所示。

3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用目前已由試驗(yàn)層面逐漸向?qū)嶋H應(yīng)用推動，但相關(guān)政策、規(guī)范的訂立還較滯后，缺少配套投資推廣相關(guān)應(yīng)用。建筑3D打印技術(shù)離不開校企合作、政企合作、企業(yè)間的合作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，目前已有部分合作實(shí)踐項(xiàng)目及戰(zhàn)略合作方案：2016年遼寧格林普與同濟(jì)大學(xué)、大連大學(xué)聯(lián)合發(fā)布《3D打印建筑標(biāo)準(zhǔn)》，是我國首個建筑3D打印專用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；盈創(chuàng)公司與多地政府達(dá)成協(xié)議，2016年，盈創(chuàng)公司分別與宿遷市、邯鄲市、啟東市等多地政府簽訂3D打印戰(zhàn)略合作協(xié)議，2019年，盈創(chuàng)公司與尉氏縣人民政府簽訂總投資16億元的3D打印創(chuàng)谷產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，2020年，鄉(xiāng)伴文旅集團(tuán)與盈創(chuàng)達(dá)成用3D打印技術(shù)構(gòu)建美麗鄉(xiāng)村的戰(zhàn)略協(xié)議。但是，上述合作項(xiàng)目大多處于戰(zhàn)略合作探索階段，還未形成有影響、成規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化合作，導(dǎo)致校、企、政各部分資源欠缺整合，限制建筑3D打印的發(fā)展。

1.5  混凝土建筑3D打印存在問題

通過對前述研究和實(shí)踐分析，現(xiàn)階段混凝土建筑3D打印技術(shù)取得一定成果，但仍存在以下不足：①缺少針對性的工程應(yīng)用研究  相關(guān)研究停留在打印材料、工藝、設(shè)備等技術(shù)領(lǐng)域，打印成果多是研究團(tuán)隊(duì)的試點(diǎn)項(xiàng)目，缺少從實(shí)際工程應(yīng)用場景出發(fā)的針對性研發(fā)，由于缺少對打印應(yīng)用的設(shè)計(jì)，很多研究停留在實(shí)驗(yàn)室層面，局限性較大，研究成果落地性欠缺考證，使理論研究與市場脫軌，研究價值大打折扣；②各環(huán)節(jié)研究協(xié)同效應(yīng)低  混凝土建筑3D打印的研究涉及材料、設(shè)備、軟件、力學(xué)等多領(lǐng)域，目前主流的研究往往在各自領(lǐng)域孤軍奮戰(zhàn)，缺少上下游不同學(xué)科間的協(xié)同配合。同時，由于缺少行業(yè)規(guī)范的指引，不同高校、企業(yè)、研究團(tuán)隊(duì)間信息不對稱嚴(yán)重，對于3D打印的研究往往自成體系，限制混凝土建筑3D打印的技術(shù)整合與整體發(fā)展；③國家政策指引與扶持力度不足  目前我國還沒有形成國家層面針對混凝土建筑3D打印的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，使打印成果缺少驗(yàn)收評判的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)研究缺少指引；由于我國傳統(tǒng)施工建造技術(shù)已形成成熟完整的工業(yè)體系，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的缺失使3D打印技術(shù)難以吸引社會資本的投入，阻礙混凝土建筑3D打印技術(shù)的市場化；④打印材料的研究尚不能滿足實(shí)際大范圍打印需求。相比現(xiàn)澆混凝土，建筑3D打印對材料的要求更高，需要打印材料具有良好的剛度、強(qiáng)度等力學(xué)性能，同時滿足建造性、流動性的要求，目前混凝土3D打印材料難以兼顧上述性能，打印強(qiáng)度與承載力遠(yuǎn)不能與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比。因此需要對現(xiàn)有打印材料提出更符合3D打印技術(shù)的工程應(yīng)用場景，并進(jìn)行針對性研究。

Part 02

混凝土建筑3D打印實(shí)際應(yīng)用場景

現(xiàn)階段建筑3D打印的研究缺少多學(xué)科共同參與的過程，材料、工藝、設(shè)備等環(huán)節(jié)的研究缺少緊密配合，建筑3D打印施工效率高、成本低、機(jī)械化程度高的優(yōu)勢未能完全體現(xiàn)，目前完成的3D打印建筑物也尚未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化。建筑3D打印是智能建造的手段，需要土木工程、材料科學(xué)、自動控制、計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程等多學(xué)科共同參與打印的研發(fā)與現(xiàn)場施工。為體現(xiàn)3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域工業(yè)化、智能化建造的優(yōu)勢，應(yīng)基于目前對基本材料、工藝、設(shè)備等環(huán)節(jié)的研究，融合計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、信息化技術(shù)、數(shù)字計(jì)算技術(shù)，總結(jié)適合使用建筑3D打印技術(shù)的應(yīng)用場景。我國建筑行業(yè)供需關(guān)系龐大，工程建設(shè)涉及開發(fā)商、設(shè)計(jì)院、施工單位、政府等多方利益，傳統(tǒng)施工模式下的各方合作協(xié)調(diào)模式已較成熟，建筑3D打印技術(shù)作為新的建造技術(shù)，仍處于起步階段，相比傳統(tǒng)施工建造技術(shù)成熟的施工技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、工業(yè)體系，建筑3D打印想要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走。傳統(tǒng)建設(shè)領(lǐng)域涉及到的工程問題包括質(zhì)量糾紛、工程延期、相鄰糾紛等，大多數(shù)與工程技術(shù)的實(shí)現(xiàn)無關(guān)，建筑3D打印技術(shù)的使用最大的目標(biāo)并非解決技術(shù)問題，而是提高施工效率、節(jié)約工程成本、實(shí)現(xiàn)自由建造，由于3D打印建筑在打印強(qiáng)度、建筑承載力方面無法與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，建筑3D 打印不會完全取代傳統(tǒng)的施工建造技術(shù)，而是良性補(bǔ)充。目前在實(shí)際應(yīng)用中，受國家政策、市場環(huán)境、行業(yè)現(xiàn)狀影響，建筑3D打印很難發(fā)揮優(yōu)勢，為對建筑3D打印技術(shù)揚(yáng)長避短，必須細(xì)化和優(yōu)選應(yīng)用，并根據(jù)不同應(yīng)用場景，針對性地優(yōu)選方案，發(fā)揮3D打印的優(yōu)勢。

我國建筑業(yè)從設(shè)計(jì)、建造到使用驗(yàn)收都必須滿足國家、行業(yè)及地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，設(shè)計(jì)-施工-驗(yàn)收的流程必須在合規(guī)合法的框架下完成。建筑3D打印新型設(shè)計(jì)建造模式無論在國內(nèi)還是國際上，都還沒形成可嚴(yán)格執(zhí)行的相關(guān)行業(yè)規(guī)范，實(shí)踐中打印各方責(zé)任不清晰、缺少成熟的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。考慮到目前建筑3D打印技術(shù)尚不成熟，打印規(guī)范還未成型，打印的建筑物還不能達(dá)到我國規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，因此未來短期內(nèi)3D打印應(yīng)避開現(xiàn)行規(guī)范強(qiáng)制滿足要求的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，轉(zhuǎn)而從城市公共設(shè)施，如公交車站、污水處理池、風(fēng)景園林裝飾構(gòu)件、臨時構(gòu)筑物（如擋土墻）等入手（見圖2~3）。通過政府、環(huán)保部門或其他非營利組織的配合與資金投入，打印一批成本相對較低、結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境和社會需要的構(gòu)筑物，城市基礎(chǔ)設(shè)施更新、歷史古建筑修繕保護(hù)等也可利用3D打印技術(shù)，突出3D打印自由建造、因地制宜、節(jié)約成本的優(yōu)勢。

建筑3D打印在建造異型構(gòu)件、異型建筑等特殊造型方面具有優(yōu)勢，即節(jié)省傳統(tǒng)施工對模板的依賴，提高經(jīng)濟(jì)性，基于3D打印方式，可加快建造速度、節(jié)約材料，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建筑的藝術(shù)性，具有廣闊的發(fā)展前景。我國是地震多發(fā)國，3D打印對建造應(yīng)急性、臨時性的建筑物具有優(yōu)勢。一旦發(fā)生地震等災(zāi)害，可利用3D打印技術(shù)為災(zāi)民建造臨時住所，加快災(zāi)后重建。我國很大一部分農(nóng)村自建房屬于無設(shè)計(jì)圖紙、無施工資質(zhì)、無施工監(jiān)管的產(chǎn)品，3D打印技術(shù)可實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到施工全過程采用工業(yè)化設(shè)備，有效減少項(xiàng)目管理人員及對建筑工人的過度依賴，在農(nóng)村批量打印建造，大幅降低建造成本，提高建房效率，在滿足農(nóng)民低成本建造要求的同時，大幅提高農(nóng)村老百姓的住房生活品質(zhì)，同時，順應(yīng)逆城鎮(zhèn)化潮流，改變農(nóng)村單一不變的建筑結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)個性化訂制。面對突發(fā)疫情等緊急公共衛(wèi)生事件，建筑3D打印技術(shù)能提高建造效率、簡化建造工序、降低勞動人員密度，短時間內(nèi)提供大量的防疫建筑，減少人員聚集，是實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)應(yīng)用的重要場景（見圖4）。在面對高溫、嚴(yán)寒、沙漠等特殊天氣及災(zāi)后、山區(qū)、水下等施工環(huán)境，傳統(tǒng)施工方法受制于地形、人力、設(shè)備等，施工難度高、施工成本大、施工效率低，建筑3D打印技術(shù)可彌補(bǔ)傳統(tǒng)施工方法的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)特殊施工又好又快的建造。

Part 03

結(jié)語

目前，國內(nèi)外已存在3D打印建造并投入使用的構(gòu)筑物，但3D打印的建筑物很難走向市場化，最大的原因在于質(zhì)量問題。建筑3D打印在實(shí)現(xiàn)市場化、工業(yè)化、智能化的過程中，打印技術(shù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、市場行為、國家政策間并非獨(dú)立，相互間存在協(xié)同效應(yīng)。建筑3D打印相關(guān)設(shè)計(jì)驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)緩慢，導(dǎo)致研究成果難以大范圍實(shí)踐，抑制建筑3D打印市場化的進(jìn)程；由于無法廣泛市場化使用，建筑3D打印技術(shù)各研究環(huán)節(jié)缺少實(shí)踐檢驗(yàn)，阻礙相關(guān)規(guī)范的建設(shè)；市場化程度低、知識產(chǎn)權(quán)對研究成果保護(hù)不足導(dǎo)致相關(guān)資金投入不足，技術(shù)研究速度變緩，難以實(shí)現(xiàn)突破性的研究。

了解建筑3D打印發(fā)展面臨的困境和難點(diǎn)，針對具體應(yīng)用提出相應(yīng)的方案優(yōu)選，能加快建筑3D打印的市場化、工業(yè)化、智能化。由于國家政策扶持，建筑3D打印技術(shù)已經(jīng)取得一定起步，獲得較高的社會關(guān)注，在此基礎(chǔ)上，提高研發(fā)和打印實(shí)踐的公開化程度，在政府引導(dǎo)下提高行業(yè)規(guī)范的建設(shè)，聯(lián)動打印設(shè)計(jì)、設(shè)備、材料相關(guān)上下游行業(yè)和社會團(tuán)體共同參與，以非盈利性質(zhì)的公共設(shè)施、環(huán)保公益設(shè)施等為出發(fā)點(diǎn)，整合社會資源，由具有學(xué)科優(yōu)勢的高校、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)牽頭，打印高質(zhì)量的構(gòu)筑物，提高社會責(zé)任感與公眾信任感，再結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，推動3D打印技術(shù)的發(fā)展，使之不斷成熟，真正走向市場。

通過對建筑3D打印梳理，總結(jié)能夠發(fā)揮建筑3D打印優(yōu)勢的使用場景如下：①逆城鎮(zhèn)化下的新農(nóng)村建設(shè)；②極端天氣、極端環(huán)境下的施工；③城市公共設(shè)施；④異型構(gòu)件、異型建筑、曲面及大跨等傳統(tǒng)施工方法難以建造的現(xiàn)代建筑；⑤應(yīng)急建筑、災(zāi)后臨時構(gòu)筑物等。可根據(jù)這些應(yīng)用場景對建筑3D打印應(yīng)用進(jìn)行自上而下的研究，分析3D打印應(yīng)選用的材料特性、施工工法、機(jī)械設(shè)備、軟件系統(tǒng)等。

Part 04

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（編輯：奚雅青）

延伸閱讀：

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