一、概述

3D打印技術(shù)是上世紀(jì)80年代開(kāi)始興起的一種快速成型新制造技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)，將打印材料通過(guò)逐層打印的方式構(gòu)造物體，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。其具有數(shù)字化、智能化、機(jī)械自動(dòng)化等特點(diǎn)。建筑3D打印其本質(zhì)上是綜合利用管理、材料、計(jì)算機(jī)與機(jī)械等工程技術(shù)的特定組合完成工程建造的技術(shù)。在建筑功能化、結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜化、規(guī)模擴(kuò)大化的建筑要求下，傳統(tǒng)的施工技術(shù)和方法是難以滿足和實(shí)現(xiàn)的。與傳統(tǒng)建筑業(yè)相比，3D打印技術(shù)可采用工業(yè)化的生產(chǎn)方式，減少了勞動(dòng)力的投入，提高了效率，縮短了生產(chǎn)建設(shè)周期，同時(shí)在建造過(guò)程中防止了環(huán)境的大面積破壞。

住建部發(fā)布《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，規(guī)定“積極開(kāi)展建筑業(yè)3D打印設(shè)備及材料的研究。結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用，探索3D打印技術(shù)運(yùn)用于建筑物品、構(gòu)件生產(chǎn)，開(kāi)展示范應(yīng)用”。3D打印混凝土建筑目前在國(guó)內(nèi)還處于起步階段，國(guó)內(nèi)高校、研究院聯(lián)合建筑單位正在研制和開(kāi)發(fā)3D打印建筑技術(shù)，從建造邏輯、結(jié)構(gòu)形式、建造技術(shù)方面與傳統(tǒng)建造方式進(jìn)行對(duì)比，理論上分析論證了3D打印建筑技術(shù)的可行性和應(yīng)用趨勢(shì)；3D打印技術(shù)在建筑業(yè)應(yīng)用中的應(yīng)用現(xiàn)狀，依據(jù)問(wèn)題和局限提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，以其技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析其應(yīng)用趨勢(shì)。

二、我國(guó)建筑3D打印技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

近年來(lái)，3D打印技術(shù)在機(jī)械制造、航空、醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并且逐漸拓展至建筑領(lǐng)域。3D打印技術(shù)能夠有效解決建筑傳統(tǒng)施工中存在的手工作業(yè)多、模板用量大、復(fù)雜造型難以實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題，并且在建筑個(gè)性化設(shè)計(jì)、智能化建造等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

眾多科研院所和企事業(yè)單位開(kāi)始了對(duì)建筑3D打印技術(shù)及材料的研究，推動(dòng)了我國(guó)建筑3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，在國(guó)內(nèi)相關(guān)政策的支持下開(kāi)始追趕歐美等國(guó)。國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)開(kāi)始在建筑3D打印領(lǐng)域涉足和發(fā)力。2014年4月中國(guó)盈創(chuàng)（上海）建筑科技有限公司首先通過(guò)建筑3D打印技術(shù)在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)打印了10幢建筑，截止2020年該公司已經(jīng)利用建筑3D打印技術(shù)完成了別墅、公寓樓、簡(jiǎn)易房屋以及其他一些用途的結(jié)構(gòu)體的打印，取得了具有影響力的成績(jī)；2019年11月，中建技術(shù)中心完成了國(guó)內(nèi)首例原位2層辦公樓的打印，取得了開(kāi)創(chuàng)性的成績(jī)；北京陸海華商有限公司利用改進(jìn)滑模工藝，打印了別墅項(xiàng)目，其打印工藝使用含粗骨料的打印混凝土，并在打印墻體中設(shè)置了豎向鋼筋網(wǎng)片，打印成果也具有很好的示范意義。另外，遼寧格林普3D打印公司開(kāi)發(fā)了大型3D打印機(jī)，使用C30混凝土打印了配電房等建筑；南京嘉翼在3D打印公共設(shè)施、景觀構(gòu)件等方面進(jìn)行了探索，取得可喜進(jìn)展。除此之外還有中鐵、建研華測(cè)（杭州）、河南太空灰三維建筑科技有限公司等一些企業(yè)單位都對(duì)建筑3D打印設(shè)備、材料進(jìn)行研究，在應(yīng)用探索方面投入大量精力。

在實(shí)際建造中，建筑相對(duì)于其它工業(yè)產(chǎn)品具有較大尺度，相對(duì)于傳統(tǒng)建造技術(shù)，3D打印技術(shù)的成本高昂，使得3D打印技術(shù)還僅局限于使用在建筑模型的制作中。所以，3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用門檻關(guān)鍵在于成本，但相信這一門檻的跨越只是時(shí)間問(wèn)題。建筑3D打印技術(shù)與現(xiàn)有施工技術(shù)是互補(bǔ)的、相互依靠的關(guān)系。今后的發(fā)展趨勢(shì)不是建筑3D打印技術(shù)去替代現(xiàn)有的施工技術(shù)，而是對(duì)現(xiàn)有施工技術(shù)的一個(gè)強(qiáng)有力的補(bǔ)充。3D打印技術(shù)無(wú)疑將推動(dòng)制造業(yè)的數(shù)字化發(fā)展，相信在3D打印的世界里，建筑師、工程師和建筑工人將借助科技之力，將建筑與3D打印結(jié)合，完成對(duì)現(xiàn)有建筑技術(shù)的再造。

圖1 打印工藝流程

混凝土3D打印工藝原理是將建筑的圖形設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化成三維的打印路徑，利用打印系統(tǒng)將凝結(jié)時(shí)間短、強(qiáng)度發(fā)展快的混凝土精確分層布料，逐層疊加累積成型，實(shí)現(xiàn)免模板施工。打印系統(tǒng)由混凝土輸料系統(tǒng)、混凝土布料系統(tǒng)、打印路徑控制系統(tǒng)組成。三個(gè)系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)控制下協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的智能化。

混凝土3D打印是一種免模板的施工工藝，通過(guò)打印頭擠出成型后的混凝土既是結(jié)構(gòu)主體，其自身也相當(dāng)于一層混凝土模板。如果打印的結(jié)構(gòu)為中空，待打印混凝土硬化后可以填充普通混凝土或砂漿等其他材料，外層打印的混凝土成為了免拆的永久模板。

在應(yīng)用方面，混凝土3D打印技術(shù)除了打印一般房屋建筑的用途外，另外一個(gè)潛在的應(yīng)用途徑就是打印經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的特殊形狀的市政公共設(shè)施、景觀部品，甚至是大型的混凝土雕塑輪廓，這些特殊的應(yīng)用也能夠體現(xiàn)出混凝土3D打印的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，市政景觀部品和設(shè)計(jì)的特殊造型的構(gòu)件一般要求具有一定的色彩和裝飾效果，一般水泥的顏色比較單調(diào)，而彩色3D打印混凝土能滿足這樣要求。

通過(guò)3D打印來(lái)打印建筑是建筑3D打印技術(shù)一個(gè)最重要的應(yīng)用方向。建筑3D打印目前一般按照建筑設(shè)計(jì)三維模型打印墻體的外輪廓，中間通常為中空，墻體的打印外殼可以作為模板，中間填充混凝土或保溫材料。

圖2 3D打印建筑中空墻體

 圖3 3D打印建筑墻體

近幾年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)研究的不斷深入，3D打印建筑的應(yīng)用示范項(xiàng)目也逐漸增多，原位兩層建筑的打印項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)外開(kāi)始出現(xiàn)，裝配式3D打印建筑也不斷增多。圖4-圖8是國(guó)內(nèi)比較典型的3D打印建筑項(xiàng)目，這些項(xiàng)目的應(yīng)用示范，促進(jìn)了建筑3D打印技術(shù)發(fā)展和完善。

圖4 廣東3D打印2層辦公樓（左）

圖5 辦公樓內(nèi)部結(jié)構(gòu)（右）

圖4、圖5是2019年11月我國(guó)第一個(gè)基于“輪廓工藝”原位3D打印完成的2層辦公室項(xiàng)目，采用了框架式3D打印機(jī)，主體墻體3D打印，梁板結(jié)構(gòu)預(yù)制，墻體主體打印時(shí)間約60小時(shí)，打印效率效果良好，體現(xiàn)了3D打印無(wú)模施工工藝的優(yōu)勢(shì)。

圖6 滑模工藝3D打印別墅

圖7 裝配式3D打印中式庭院（左）

圖8 裝配式3D打印公寓（右）

圖6為采用滑模工藝打印的雙層別墅，由含有15mm的粗骨料混凝土打印而成，打印墻體為實(shí)心，打印過(guò)程中通過(guò)打印頭的設(shè)計(jì)直接將豎向鋼筋植入墻體，解決了3D打印豎向鋼筋配制難的問(wèn)題。圖7、圖8為盈創(chuàng)建筑科技公司打印的墻體構(gòu)件，通過(guò)裝配搭建而成了中式庭院、多層3D打印公寓項(xiàng)目。

混凝土3D打印不僅在房屋建造中應(yīng)用，也很適合在軌道橋梁工程中進(jìn)行應(yīng)用，特別是非常適合打印橋梁工程、市政軌道工程中墩柱的模板。

圖9 3D打印步行橋面（左）

圖10 3D打印步行橋落成（右）

圖9和圖10所示為3D打印步行橋構(gòu)件，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝并張拉預(yù)應(yīng)力搭建了一座步行墻，打印效果良好，設(shè)計(jì)美觀。

圖11 3D打印步行拱橋圖（左）

圖12 3D打印縮版趙州橋（右）

圖11為清華大學(xué)設(shè)計(jì)并打印構(gòu)件拼裝完成的一樁拱形步行橋項(xiàng)目，圖12為河北工業(yè)大學(xué)打印的縮比例趙州橋，這兩座拱形橋梁都是采用了3D打印構(gòu)件模殼，然后灌注混凝土，最后拼裝完成。

圖13 3D打印橋梁圍欄（左）

圖14 橋梁圍欄（右）

3D打印不僅可以打印橋體的構(gòu)件模殼，還可以打印橋梁的圍護(hù)欄桿構(gòu)件，具有良好的強(qiáng)度和耐久性。

圖15 傳統(tǒng)橋墩模板（左）

圖16 3D打印橋墩模板（右）

圖17 軌道交通支柱（左）

圖18 3D打印圓形模版（右）

相對(duì)墻體本身結(jié)構(gòu)的打印，混凝土3D打印更適合打印一些橋梁工程、市政軌道工程中的異形墩柱的模板，可以節(jié)省大量的模具費(fèi)用并且可以降低造價(jià)，打印的模殼作為永久結(jié)構(gòu)部分不必拆除，對(duì)橋梁支柱可以起到良好的保護(hù)作用。

城市中的公共設(shè)施建筑一般具有小型化、多樣化的特點(diǎn)，建筑3D打印針對(duì)這樣的小型建筑的建造相較傳統(tǒng)制模具有很大的優(yōu)勢(shì)。既可以滿足快速制作，又可以根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行專業(yè)化的定制，具有良好的應(yīng)用前景。圖19至圖26為建筑3D打印技術(shù)可以進(jìn)行的一些公共建筑的打印示范。

圖19 3D打印衛(wèi)生間（左）

圖20 成品可移動(dòng)衛(wèi)生間（右）

圖21 3D打印垃圾分類點(diǎn)（左）

圖22 3D打印涼亭（右）

圖23 3D打印圓形構(gòu)件圖（左）

圖24 3D打印茶水臺(tái)設(shè)計(jì)（右）

圖25 3D打印警衛(wèi)廳（左）

圖26 3D打印衛(wèi)生間小屋（右）

這些打印的公共設(shè)計(jì)一般體積小、可以進(jìn)行吊裝移動(dòng)，根據(jù)城市不同位置的需求進(jìn)行打印預(yù)制，然后直接搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)使用。

3D打印在異形曲線路徑的打印上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，通過(guò)混凝土3D打印可以制作一些景觀雕塑、小品，再進(jìn)行后期的表面處理提高作品的表觀質(zhì)量，可以在美麗城市、人文城市的今天大有作為。3D打印工藝也可以實(shí)現(xiàn)建筑師的大膽設(shè)計(jì)，降低傳統(tǒng)石材雕刻對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)能環(huán)保。圖27至圖32為一些適于3D打印的大型景觀構(gòu)件。

圖27 可打印景觀小品（左）

圖28 3D打印景觀小品（右）

建筑3D打印技術(shù)可以打印一些定制圖案的圍護(hù)墻體、多功能的綠植墻體，甚至是河岸工程中的護(hù)堤墻塊，具有免模板，快速高效特點(diǎn)。圖33至圖40是打印或者針對(duì)3D打印進(jìn)行設(shè)計(jì)的裝飾構(gòu)件及圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

圖33 3D打印圍護(hù)構(gòu)件（左）

圖34 3D打印景觀墻（右）

圖35 3D打印圍欄（左）

圖36 3D打印圍護(hù)綠植墻設(shè)計(jì)（右）

圖37 3D打印圍護(hù)墻體（左）

圖38 打印曲面異形墻體（右）

圖39 3D打印堤壩圍護(hù)結(jié)構(gòu)（左）

圖40 可3D打印的景觀墻體（右）

利用3D打印技術(shù)可以打印公園里的休閑桌椅、樹(shù)池花池以及一些宣傳性的藝術(shù)字體。這些構(gòu)件通過(guò)定制模板一般是很難完成或者成本很高，但是通過(guò)3D打印技術(shù)只需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行三維建模，然后將設(shè)計(jì)的圖形導(dǎo)入打印機(jī)打印出來(lái)即可完成。圖41至圖54是打印和設(shè)計(jì)的公園功能結(jié)構(gòu)小品和宣傳藝術(shù)字體。

圖41 3D打印長(zhǎng)椅（左）

圖42 3D打印桌子（右）

圖43 3D打印躺椅（左）

圖44 3D打印公園桌椅（右）

圖45 3D打印異形樹(shù)池（左）

圖46 3D打印樹(shù)池（右）

圖47 3D打印樹(shù)池圖（左）

48 3D打印景觀燈筒（右）

圖49 3D打印花盆圖503D打印花壇

圖51 3D打印樹(shù)池設(shè)計(jì)圖523D打印花池設(shè)計(jì)

圖53 3D打印宣傳藝術(shù)字體

圖54 3D打印板凳

南京綠色增材智造研究院開(kāi)發(fā)的南京市江北新區(qū)防疫測(cè)控方艙投入使用，方艙墻體的設(shè)計(jì)采用了BIM技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)思想：將防疫測(cè)控方艙按功能劃分艙室、以單元模塊進(jìn)行艙室構(gòu)件打印，單元模塊可快速安裝，并可根據(jù)需求改變方艙艙室數(shù)量，由此實(shí)現(xiàn)快速建造并適配不同企業(yè)的具體需求，防疫測(cè)控方艙高2.9m，其平面圖見(jiàn)圖55。防疫方艙集成了人臉識(shí)別系統(tǒng)、紅外測(cè)溫系統(tǒng)、AI大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并配有超聲波霧化消毒裝置和紫外線消毒裝置等。

圖55 防疫測(cè)控方艙平面圖（單位：mm）

圖56 防疫方艙打印

目前，在世界范圍內(nèi)建筑3D打印行業(yè)還處于探索和培育階段，主要開(kāi)展3D打印材料、設(shè)備等研發(fā)和小型構(gòu)件的打印試驗(yàn)，采用3D打印技術(shù)建造大型基礎(chǔ)設(shè)施和建筑的工程項(xiàng)目還很少，致力于建筑3D打印技術(shù)的企業(yè)數(shù)量和規(guī)模尚待增加。作為一個(gè)具有巨大發(fā)展前景的新興行業(yè)，建筑3D打印行業(yè)需要國(guó)家政策的大力支持、基礎(chǔ)研究的突破，也需要分會(huì)各成員單位的共同努力。

三、國(guó)際建筑3D打印技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

美國(guó)、歐洲率先開(kāi)展了建筑3D打印技術(shù)應(yīng)用探索，利用多種類型的3D打印設(shè)備，陸續(xù)打印出大量景觀構(gòu)件、單層房屋等。近兩年來(lái)，建筑3D打印技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展逐漸由我國(guó)相關(guān)研究院所和企業(yè)引領(lǐng)，國(guó)際上大型3D打印建筑項(xiàng)目相關(guān)的報(bào)道較少。

美國(guó)Apis Cor公司為阿聯(lián)酋迪拜市政府完成了一座兩層行政大樓墻壁結(jié)構(gòu)的3D打?。▓D57-圖58）。這棟辦公樓高9.5米，總面積640平方米，混凝土墻體由一臺(tái)3D打印機(jī)打印而成。由于建筑總面積大于3D打印機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)可達(dá)的打印面積，因此打印機(jī)需要通過(guò)起重機(jī)在施工現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)，來(lái)打印所有的墻體。整個(gè)施工過(guò)程都是露天的，這意味著無(wú)法控制場(chǎng)地溫度、濕度等環(huán)境因素，3D打印材料的開(kāi)發(fā)與測(cè)試都在惡劣的天氣條件下進(jìn)行，可滿足露天施工的需求。

丹麥Cobod International公司開(kāi)發(fā)出了大型3D打印設(shè)備，可打印長(zhǎng)度27米、寬度12米，高度9米的建筑物，希望利用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)樓房的原位打印，目前該設(shè)備尚未實(shí)施打印實(shí)際建筑試驗(yàn)。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院采用數(shù)字化技術(shù)，設(shè)計(jì)建造了三層樓的DFAB House（圖59），該建筑占地面積約200平方米，位于一座名為NEST建筑的最上層，客廳內(nèi)裝有采用3D打印模板鑄造的混凝土天花板以及由建筑機(jī)器人創(chuàng)建的弧形混凝土墻，是首個(gè)結(jié)合智能家居和3D打印的大尺寸人居項(xiàng)目。

圖57 辦公樓墻體

圖58 辦公樓打印施工現(xiàn)場(chǎng)

圖59 DFABHouse外觀

雖然近兩年國(guó)際上建筑3D打印大型應(yīng)用項(xiàng)目較少，但美國(guó)、歐洲在3D打印設(shè)備、材料等方面的基礎(chǔ)研究仍較我國(guó)有一定優(yōu)勢(shì)，3D打印分會(huì)將利用協(xié)會(huì)平臺(tái)，組織會(huì)員單位通過(guò)參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議和前往國(guó)際優(yōu)秀設(shè)備和應(yīng)用企業(yè)調(diào)研交流，促進(jìn)我國(guó)建筑3D打印行業(yè)的快速發(fā)展。

四、建筑3D打印技術(shù)展望

3D打印在建筑行業(yè)的應(yīng)用有很多優(yōu)點(diǎn)：

較低的成本。打印建筑構(gòu)件可有效避免材料存儲(chǔ)成本，也可充分利用建筑垃圾等，形成資源循環(huán)利用；3D打印建筑工期短，所需的勞動(dòng)力少，勞工成本低。

塑形能力強(qiáng)。適合異形混凝土構(gòu)件的建造，可以實(shí)現(xiàn)中空、鏤空制作，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的形狀。

環(huán)保性強(qiáng)。構(gòu)件提前預(yù)制，建筑安裝工程產(chǎn)生的建筑垃圾和灰塵等比傳統(tǒng)方法少。

3D打印技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科跨界融合的技術(shù)體系，包括建筑模型的數(shù)字化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土材料、適應(yīng)建筑大體量特點(diǎn)的智能打印系統(tǒng)、混凝土體內(nèi)或體外鋼筋增強(qiáng)、整體打印或打印構(gòu)件部品裝配式建造技術(shù)等，其復(fù)雜性不言而喻。3D打印建造的研究和應(yīng)用推進(jìn)，將加快我國(guó)工程建設(shè)的裝配化、機(jī)械化、智能化和綠色化為特征的建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展步伐，助推我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)。雖然目前在實(shí)體建造的相關(guān)基礎(chǔ)性研究和工程應(yīng)用中也略顯不足，但3D打印建造發(fā)展?jié)摿薮?。我們亟需明確其發(fā)展方向，理清其發(fā)展思路，制定其發(fā)展戰(zhàn)略。3D打印機(jī)技術(shù)雖然是一個(gè)新技術(shù)，但是它在繼承傳統(tǒng)的3D打印機(jī)技術(shù)以及工藝的基礎(chǔ)上也有相應(yīng)新的要求。建筑3D打印雖然擁有廣闊的應(yīng)用前景，但目前還處于探索階段，在打印材料、打印方式、打印設(shè)備、結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)方法、施工工藝和標(biāo)準(zhǔn)體系等方面存在著一些問(wèn)題需要解決。

（1）3D打印建筑采用混凝土制品逐層疊加的構(gòu)件表面粗糙程度不均勻，觀感程度低，使得建筑的美學(xué)效果降低。而且建筑構(gòu)件尺寸要求不一，對(duì)相應(yīng)的打印機(jī)要求也不一樣，基于打印機(jī)的構(gòu)造及工作原理，會(huì)限制其應(yīng)用范圍。另一方面，3D打印建筑物具有不可逆性，對(duì)打印機(jī)的打印過(guò)程具有嚴(yán)格要求，這增加了高要求打印建筑精度的技術(shù)操作難度。當(dāng)然，工藝上的限制可通過(guò)小型機(jī)器或裝配式建筑等方式得以解決，與傳統(tǒng)方式相比，還是有相對(duì)的優(yōu)點(diǎn)可以采納。

（2）3D打印建筑在我國(guó)還未有相關(guān)的具備執(zhí)行力的行業(yè)規(guī)范。雖然3D打印建筑可相對(duì)參考建筑規(guī)范的樓層高度、平面布局、構(gòu)件尺寸、管綜排布等規(guī)范要求，可是涉及到材料強(qiáng)度要求、安全可靠性、荷載強(qiáng)度、抗震減震等領(lǐng)域的實(shí)際要求，卻沒(méi)有相對(duì)的參考借鑒指標(biāo)。新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)都需要一定的發(fā)展時(shí)期以形成行業(yè)規(guī)范，這需要逐步建立3D打印建筑在設(shè)計(jì)方法、施工工藝、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系。

（3）3D打印材料。目前所采用的材料均為水泥、纖維等的混合物，既要滿足材料強(qiáng)度要求，又要具有良好的和易性，且還需要滿足打印過(guò)程材料快速凝結(jié)的性能要求?；?D打印過(guò)程“逐層疊加”的原理，打印材料層層堆積，若凝結(jié)不及時(shí)，下層材料未達(dá)到足夠的強(qiáng)度和承載力，會(huì)造成上層材料堆積變形，從而影響精度。研究出具有抗拉性能高、韌性強(qiáng)、抗裂性能好且初凝時(shí)間較快、初凝強(qiáng)度適宜的打印材料是發(fā)展3D打印建筑技術(shù)的關(guān)鍵一步。

（4）3D打印與BIM技術(shù)的融合

BIM（建筑信息模型）的逐漸應(yīng)用，相信電腦中的建筑模型完全可以與3D打印機(jī)銜接。參數(shù)化設(shè)計(jì)、異形建筑形體或局部復(fù)雜，用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件、圖紙、施工技術(shù)難以精確表達(dá)。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，可打印材料增加、可打印體量變大和成本降低，可以直接打印出建筑裝飾構(gòu)件，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)安裝拼接，甚至可以打印具有足夠強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。制造企業(yè)有非常明確的生產(chǎn)制造工藝流程，雖然建筑工程行業(yè)的建造過(guò)程有點(diǎn)混亂，但未來(lái)會(huì)消除這種混亂，建造一棟建筑，就像現(xiàn)在制造企業(yè)生產(chǎn)一種產(chǎn)品一樣，有了3D打印技術(shù)，其流程會(huì)更加精良，會(huì)更加完善。在3D打印技術(shù)面前，未來(lái)的一個(gè)大體量建筑，其建造施工將與一個(gè)生產(chǎn)制造企業(yè)生產(chǎn)一架飛機(jī)和汽車一樣，兩者不會(huì)有太大的差別。

建筑3D打印技術(shù)作為一項(xiàng)高新制造技術(shù)，相較傳統(tǒng)建造技術(shù)工藝，在建筑施工效率、人力節(jié)省、資源環(huán)保等方面有著明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)。3D打印建筑無(wú)需模板施工，一次成型減少資源消耗，避免因返工和因尺寸差別而導(dǎo)致的資源浪費(fèi)。同時(shí)，3D打印技術(shù)的具有設(shè)計(jì)自由、建造精確特點(diǎn)，這為建筑師的設(shè)計(jì)工作提供了更大的空間與更好的條件，借助CAD軟件，通過(guò)3D打印，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜、創(chuàng)意設(shè)計(jì)。目前在材料、設(shè)備、施工技術(shù)等條件下，3D打印技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用暫時(shí)適合在部分輕量級(jí)建筑、景觀小品、構(gòu)件中進(jìn)行的技術(shù)試驗(yàn)和應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷成熟，逐漸拓展其應(yīng)用范圍。

3D打印建筑技術(shù)在環(huán)保、施工技術(shù)、建筑業(yè)發(fā)展等方面具有的重要價(jià)值與意義。建筑3D打印雖然擁有廣闊的應(yīng)用前景，需要建立3D打印建造材料體系、3D打印建造設(shè)備體系、3D打印建造標(biāo)準(zhǔn)體系以及3D打印建造示范工程體系。同時(shí)，通過(guò)不斷的創(chuàng)新和完善使其能夠與傳統(tǒng)的建造技術(shù)完美的融合，互為補(bǔ)充是建筑3D打印技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，并與建筑可持續(xù)發(fā)展緊密結(jié)合。