迪拜启示：3D打印否会否彻底改变建筑业？

导读：迪拜正在率先使用3D打印，以推动房地产销售和节省大量资金，但这是否标志着全球采用的开始还有待观察。

Emaar Properties宣布计划在迪拜的Arabian Ranches III

开发项目中建造其首个3D打印房屋

通过喷嘴挤压出一座房子，就像一个从管道袋中抽出软糖的奶油，可能这并不是每个人对尖端建筑的设想。但在迪拜，这是计划的一部分。

这一酋长国渴望在2030年之前通过3D打印建造所有新建筑的四分之一。阿拉伯海湾领先的房地产开发商之一的Emaar正在宣布其新兴的Arabian Ranches III住宅项目将提供迪拜首个3D打印的住宅。

3D打印或增材制造本身并不是一项新技术，可追溯到20世纪80年代。通过添加连续的材料层，从计算机辅助设计制造三维模型或原型，现在已成为许多行业的标准做法，从航空航天和建筑到医药和高端制造。

咨询公司麦肯锡（McKinsey）估计，到2025年，该技术每年可能产生价值5500亿美元的经济影响。

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3D打印在建筑中如何运作？

然而，建筑正面临更严峻的挑战。据认为，到目前为止，全球已有20座商业建筑使用3D打印，第一次是2017年丹麦首都哥本哈根的COBOD International。

在实践中，混凝土从连接到计算机编程的机器人臂的喷嘴中挤出，所述机器人臂是静止的或沿着轨道行进，在连续的条带中，逐层地，以产生期望的建筑结构，例如外墙或内墙，或者组件，如拱门或空隙。

就像世界上最高的摩天大楼和“最聪明”的城市一样，迪拜也坚定地渴望成为高科技建筑的领头羊。它已经拥有世界上第一个3D打印办公室和3D打印无人机研究实验室。据报道，3D打印办公室的建造成本仅为14万美元。

倡导者称，该技术提供的结构比传统的建筑方法更快、更便宜、更环保。他们指出3D打印将加速交付房屋、提高设计灵活性、降低建筑成本、更有效地使用材料，通过减少建筑典型的浪费，甚至减少噪音污染，提高可持续性。

具体而言，行业专家认为，从数字设计到最终物体的各种几何形状的无缝生产，用传统的加工技术是最不可能或非常昂贵的，这是3D打印的主要优势。

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打印建筑能节省金钱和时间吗？

此外，对大型建筑商的商业吸引力似乎不可抗拒。据市场预测组织SmarTech Publishing称，到2027年，3D打印建筑行业的价值将达到400亿美元。

COBOD International首席执行官Henrik Lund-Nielsen与迪拜的客户合作。他声称欧洲或美国的潜在成本节约可能高达到数十亿美元，因为那里的建筑工地的劳动力成本更高。根据Lund-Nielsen先生的说法，迪拜政府的推动将有助于提升3D打印对建筑行业的吸引力，因为它的确是节约成本的“利器”。

但也有些人认为3D打印对全球建筑行业的吸引力没那么大。拉夫堡大学建筑和土木工程学院基础设施系统专业的Sergio Cavalaro博士目前正在从事3D打印在全球建筑领域应用的专有研究，他说，3D打印的结构本身就可以减少对广泛采用的影响。“建筑行业的惰性比其他行业（如汽车行业）更高。它不是垂直组织的。利润率也较小，这意味着更难引入根本性的变革。”他说。

Cavalaro博士还认为拥有3D打印房屋的新颖因素可能很快就会消失。他指出：“一旦技术普及，那些为3D打印房屋支付溢价的客户可能意识不到有利可图的转售价值。”

话虽如此，Cavalaro博士对3D打印技术的前景的看法已经有所转变，尽管就其成本增加了一个警告。“3D打印非常适用于复杂的形状元素，如空隙。它的优点是可以用来减少材料消耗并提供最佳组件。但考虑到这项技术，它可能比传统的建筑方法更昂贵。”他说。

在莫斯科一所房子上工作的Apis Cor 3D打印机

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混凝土3D打印的挑战

鉴于混凝土是建造3D打印结构的主要建筑材料，总部位于瑞士的全球最大的混凝土制造商与供应商之一——LafargeHolcim对发展中市场有着敏锐的洞察力。

该公司研发主管Edelio Bermejo将3D打印应用于建筑行业称为“新兴的”，但具有“巨大的潜力”。他说：“事实上，3D打印将为建筑系统中更多水泥基材料打开市场，这符合我们发展增值业务的战略。”

2016年，LafargeHolcim与法国3D打印系统提供商XtreeE建立合作伙伴关系，探索在这项技术上的合作方式。

Bermejo先生强调，将3D打印技术应用于住宅和商业建筑的技术挑战是多方面的。“混凝土3D打印的主要挑战在于加固、进一步了解材料的加工和性能，例如耐久性和工艺的稳健性。建筑行业还需要了解如何使用这项新技术优化结构设计，所有这些都必须反映在设计规范中。”他说。

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对建筑工作有什么影响？

通常，建筑业是一个劳动密集型产业，这从任何主要建筑工地就能看出来。可以理解的是，建筑工人对3D打印技术的排斥，因为该技术极有可能导致建筑行业的工人失业，不管你是熟练还是半熟练的员工。员工或承包商是否担心整个建筑行业采用3D打印会对他们的工作和就业前景产生影响？

LafargeHoclim的Bermejo先生非常乐观，他指出3D打印只是建筑行业整体工业化和数字化的一个因素。“与其他行业的情况一样，这将导致向建筑价值链转向高技能工人和新兴工作岗位。”他说。

“教育和培训是工人适应这种变化的关键，数字化也可以在这方面提供帮助。我们还设想3D打印和数字化可以提高建筑工人的现场安全。”

但总的来说，混凝土3D打印仍处于起步阶段。但雄心勃勃的目标，如迪拜设定的目标，肯定会有助于推动技术的发展，并使其更接近大规模建筑市场。

来源：3D打印商情