在建筑行業(yè)，3D打印技術(shù)順應(yīng)工業(yè)革命的發(fā)展，將使大規(guī)模的個(gè)性化生產(chǎn)成為可能，逐步實(shí)現(xiàn)快速施工和工業(yè)化生產(chǎn)，創(chuàng)造出大量傳統(tǒng)工藝無(wú)法生產(chǎn)的新材料，將帶來(lái)全球制造經(jīng)濟(jì)的重大變革。雖然在過(guò)去的20年中已經(jīng)發(fā)展了一些快速成型方法，并且在許多領(lǐng)域(包括工業(yè)加工、醫(yī)療、玩具制造等)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了基于這些方法的成功應(yīng)用實(shí)踐。)，這些擴(kuò)展應(yīng)用的成果為3D建筑打印技術(shù)提供了很好的研究基礎(chǔ)，但目前國(guó)內(nèi)外研究3D建筑打印的專(zhuān)家學(xué)者并不多，而且大部分分層制造方法都受到可用建筑材料缺乏的限制。

1.三維建筑印刷的相關(guān)概念

3D打印建筑是一種利用工業(yè)機(jī)器人一層一層重復(fù)鋪設(shè)材料來(lái)建造自由形態(tài)建筑結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。這個(gè)工藝原理叫做加成制造，通過(guò)層層堆積最終形成一個(gè)成品。其組成與傳統(tǒng)打印機(jī)基本相同，由控制部件、機(jī)械部件、打印頭、耗材和介質(zhì)組成。根據(jù)計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的完整三維模型數(shù)據(jù)，通過(guò)運(yùn)行程序?qū)⒉牧现饘哟蛴〕鰜?lái)，層層疊加，最終將計(jì)算機(jī)上的三維模型變成真實(shí)的建筑。一棟房子或一組房子，即使每棟樓的形狀不同，也可以通過(guò)一個(gè)運(yùn)行的程序自動(dòng)建造。

與傳統(tǒng)建筑技術(shù)相比，3D打印建筑的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要包括:

(1)施工速度至少要快10倍，建筑類(lèi)型、復(fù)雜程度等因素不會(huì)增加施工成本；

(2)由于全過(guò)程由計(jì)算機(jī)程序控制，直接基于CAD設(shè)計(jì)的施工只產(chǎn)生5 ~ 10 mm的誤差，這種技術(shù)所允許的精度和設(shè)計(jì)自由度在過(guò)去是聞所未聞的，建筑師和工人之間的問(wèn)題將不再阻礙建筑師所表達(dá)的設(shè)計(jì)思想；

③不需要模板，定制性強(qiáng)，可塑性好，可以打印出任何細(xì)節(jié)特征、復(fù)雜曲面、管道等。

(4)使消費(fèi)者能夠根據(jù)自己的需求定制產(chǎn)品；

⑤無(wú)需人工干預(yù)，意味著建筑行業(yè)傷亡事故風(fēng)險(xiǎn)大大降低，節(jié)省大量人員和勞動(dòng)力，降低施工安全措施成本；

⑥可就地使用，大大節(jié)約施工運(yùn)輸成本；

⑦由于整體結(jié)構(gòu)形成，建筑的抗震性能大大增強(qiáng)；

⑧能適應(yīng)惡劣環(huán)境，如高原、雪山、沙漠、海洋甚至地外星球等極其惡劣的人工施工條件下的施工；

⑨可用于保護(hù)古代文物，準(zhǔn)確修復(fù)古建筑受損和丟失部分；

參加可以減少建筑粉塵污染，減少霧霾，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。

二維三維建筑印刷技術(shù)研究現(xiàn)狀分析

2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀