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在過去的幾年裡，人們見證了3D列印的颠覆性力量。未來，它又會如何改變建築行業呢？你願意住在3D列印的房子裡嗎？
2018年，增材制造（AdditiveManufacturing，AM俗稱3D列印）業市場規模并不大，但也達到了80億美元。然而，按照每年約24%-26%的年增長率，到2026年該行業預計将擴大到510億美元。但它為什麼能迅猛增長呢? 3D列印正在颠覆幾乎所有的主要行業，而且它的潛力還沒有完全顯現出來。
3D列印正在醫療保健、時裝設計、食品、航空航天以及汽車工業等領域掀起波瀾。借助3D列印，這些行業能夠做出樣品，能夠制造零部件，甚至能夠在極短的時間内以很低的成本生産出功能完善的部件。
在3D Systems總裁兼首席執行官維奧梅什·喬希（Vyomesh Joshi）看來，過去一年3D列印行業定位為漸進式的、有目的性的數字創新，其進展展現在四個主要方面：生産率、持久性、可重複性和總營運成本。
建築業呢？
在讨論3D列印技術的颠覆性時，一個行業似乎有時會被忽視——那就是建築業。然而，在過去的3到5年裡，該行業所發生的一些最引人注目的變化及創新，都可以歸功于增材制造。3D列印的便捷性和低成本，讓開發新的施工方法、更好的施工技術甚至更安全的施工方法都成為了可能。
那麼，什麼是增材制造呢？它是指利用3D列印機從數字檔案制造出三維實體物體的過程。
據一些工程師估計，由于建築材料成本和勞動力成本雙雙降低，使用3D列印技術建造一座房子的成本将會降低50%。
下面就來探讨增材制造是如何改變建築業的，并看看這些改變會如何影響到你周圍的城市的。
1、3D列印帶來全新的施工流程
創意十足的荷蘭公司MX3D利用金屬3D列印和機器人技術，為公共項目和商業項目創造了功能齊全的結構。MX3D團隊計劃将增材制造的建設性力量應用于客廳、全球各地的建築項目甚至其他星球上的項目。
該團隊最酷的項目之一是MX3D橋。他們在阿姆斯特丹市中心最古老、最著名的運河之一Oudezijds Achterburgwal上列印了一座功能完備的不鏽鋼橋。這座人行橋長12米，具有令人驚歎的未來主義設計。建造過程中，該團隊使用了兩個工業機器人，讓它們分别從橋的一頭開始列印，最終在橋的中間彙合。
在該項目中，MX3D團隊還與多位數學家、物聯網專家和一流的3D列印專家展開了合作。正如該團隊所描述的，“獨特的施工方法，讓我們得以利用3D列印打造出堅固、複雜且優雅的金屬結構。”
在不久的将來，大城市的建築項目可能直接3D列印完成，幾乎不需要人工輔助。人工智能、5G技術和物聯網等新興技術可能會在未來五年内使這一目标成為可能。
2、3D列印商業建築
迪拜以擁抱新興技術而聞名。最近，迪拜未來基金會（DFF）創造了世界首個3D列印商業建築。在不久的将來，辦公室、圖書館甚至咖啡店都可能用3D列印技術建設而成。DFF的3D列印大樓高6米，長36.5米，寬約12.1米。這個項目隻用了一台3D列印機就完成了。實際列印時間為17天，建構時間約為3個月，需要的人力比傳統建築節省50%，所産生的建築垃圾也減少了60%。
這樣的項目是建設我們的絕佳例子。
3、更好的施工方法
在大資料當道的時代，資料就是金子。基于機器學習和人工智能的工具，可幫助人類做出更好的決策。現在，我們比以往任何時候都更能夠挖掘大量的資料，來更好地展開建造、施工和設計工作。利用這些新興技術能夠提高施工的精準度。得益于3D列印的一些獨特性，開發商甚至能夠建立最優化的不規則設計結構，來滿足個性化需求或者适配特定的環境。
埃因霍溫科技大學已經開發出了3D列印房屋，它們看起來像是來自外星世界。混凝土3D列印的房子擁有你可能渴望的所有設施。家居設計可以高度定制，以滿足個人或家庭的需要。
4、3D列印讓建築更加安全
施工是一項非常危險的工作。根據美國職業安全與健康管理局（OSHA）的資料，美國每年每5個勞工死亡案例中就有1個與施工有關。雖然施工方法在不斷改進，但僅在2018年，建築勞工死亡就占美國所有緻命工傷的47%。其中，33.5%的死亡是墜落造成的，11%是因為被物體擊中造成的，8.5%是觸電造成的，5.5%是被物體夾住造成的。
增材制造将使得施工變得更加安全。3D列印一個建築最終将需要很少的人力。再加上由機器人來處理危險的任務，就可以大大減少與施工相關的傷亡。
5、降低施工成本
3D列印将使施工過程更容易。首先，3D列印将有助于從多個方面減少材料的浪費。在3D列印的建築項目中，具體需要多少材料就用多少材料，而不像傳統項目那樣批量訂購材料。用于這些項目的建築材料可以更容易地回收利用，在其他的項目中再次使用。
項目需要較少的人力，因而可降低人工成本。基本上，由于工傷、施工時間和材料成本全都減少，開發商的利潤會大幅增加。
6、3D列印經濟适用房
在建築業中，增材制造的另一個顯著影響是在房屋建設上。全球有許多初創公司正在利用3D列印的威力，在24小時甚至更短的時間内建造出适合居住的房屋。全球領先的Winsun 3D公司甚至已經開發出一種利用回收材料打造3D列印房屋的方法。這些3D列印的房屋經久耐用，有的還可以移動，因而讓把家搬到另一個地方成為可能。成本更低，施工時間更短，也意味着有望讓更多的人有房可住。
這方面最好的例子莫過于3D列印創業公司ICON和非盈利組織New Story在墨西哥農村的合作項目。牽頭這個項目的New Story有一個簡單的使命：利用3D列印在施工上的強大威力，為低收入家庭和生活在惡劣環境中的人們提供負擔得起的住房。借助一台33英尺長的大型3D列印機，該協作團隊已經建造了一整個3D列印住宅社群。每個房子的建造時間不到24小時，面積為500平方英尺（約合46.5平方米），屋頂、窗戶和内部裝飾一應俱全。
“我們面臨的挑戰是巨大的，全球有超過10億人生活在沒有無瓦遮頭的地方。為了降低這個數字，我們必須要提升我們的規模化能力。” New Story團隊說。
在不久的将來，3D列印房屋将會變得更加普遍，使各個階層的人們都擁有自己的房子。haus.me等公司所創造的3D列印房子，看起來就像未來主義的宜家産品目錄上新鮮出爐的東西。這些漂亮的房子在能源方面可以自給自足，因而居民能夠完全脫離電網。你希望住在3D列印的房子裡嗎?
7、展望未來的3D列印技術
3D列印在建築領域仍處于初期應用階段，但該行業本身正在快速發展。然而，要3D列印出整個城鎮乃至整個城市，仍然前路漫漫，有一些障礙需要克服。最大的局限之一是，建築列印機往往一次隻能使用一種材料。
這就是為什麼可能需要同時使用多台列印機或其他人力來完成一個項目。更重要的是，建築行業還沒有找到一個商業上可行的方法來列印大規模的城市級結構，因為需要打造出超級巨型的3D列印機。盡管如此，3D列印建築的世界還是令人興奮的。5年後，你或許會生活在3D列印的房子裡。
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原文釋出時間：2020-04-09
本文作者：網易智能
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