【最强干货】解析3D打印建筑技术和干混砂浆行业

通过近30年的3D打印发展, 使得许多传统加工工艺不能够或耗费巨大的实物设计能够有效制造出来, 特别是许多创新的仿生(bionic)设计可以通过3D打印实现精密制造. 以无机胶凝材为主的建筑材料如混凝土干混砂浆等最初是和水混合为可塑性状态, 然后通过水合反应硬化, 形成不同的坚固耐用建筑实体. 这种材料自身的特性(从微观到宏观结晶生长)使得它们成为理想的增材制造材料(3D打印材料), 也就是说, 不像塑料, 金属等3D打印, 就目前技术水准可以达到80-90%传统制造(压力注模和冶金粉末烧结)的力学性能;

3D打印的建筑材料本身的强度不会因为打印过程受影响, 所以, 在大尺度的建筑领域出现了众多打印作品不为奇怪, 这是人类的自然进化. 但是, 3D打印覆盖领域宽广, 从纳米级打印到几百米的摩天大厦打印, 需要结合行业要求和对3D打印技术自身的理解进行实践.
根据行业特性首先是对这个打印技术体系包括工艺, 材料, 设备, 建筑设计, 检验等进行全面的比较分析和总结, 形成一个可以实际运作的规范要求和标准. 同时, 确定3D打印建筑的未来研发领域和方向, 特别是在增材打印材料方面, 作为国内新起之秀的”干混砂浆”在未来市场的发展之道上将接受严峻考验和挑战, 如何做到真正意义上的节能环保, 稳定的高质量的绿色建筑。

3D打印建筑将促使干混砂浆体系内在的概念进化, 并将越来越多会起到”硬功夫”的作用. 3D打印建筑技术的出现，是目前建筑技术的补充，它给材料, 建筑设计, 城市规划等带来创新机遇, 让人们在设计时能够突破常规，解放思想，实现建筑, 艺术, 功能和环境的大融合。

为便于统一概念和理解3D打印建筑, 本文就广义的增材制造和减材制造技术作一简单介绍. 通过目前3D打印建筑的实际应用分析其特点, 工艺, 材料以及打印装备技术来阐述其在整个建筑系统工程中的应用. 并结合近几年德国杰斯公司(JCI)和亨维(H+V)公司联合研发项目”微观构造材料和装备技术(micro-structuring materials and processing technology)”部分成果, 分析干混砂浆材料将面临选择和预测发展趋势.

1.总述
随着经济的发展，技术的创新，3D打印技术逐渐深入到汽车工业, 机械制造, 生物医疗、食品、教育、建筑设计, 航天航空等很多工业领域。在建筑建设这个古老领域已经出现3D打印的实际应用案例。未来的外星球移居建筑解决方案可能是3D打印技术, 并且是就地取材. 国内3D打印技术发展逐步从工业级应用到民用级上，正逐渐步入商业化。业界预测到2035年大型的集中的汽车制造业将结束, 取而代之的是分散的3D打印装配中心. 科技部将3D打印技术纳入国家计划，政府决策层开始从战略高度重视这项技术.   

3D打印技术使得许多传统加工工艺不能够或耗费巨大的实物设计能够有效制造出来, 特别是许多创新的仿生(bionic)设计可以通过3D打印实现精密制造. 以无机胶凝材为主的建筑材料如混凝土干混砂浆等最初是和水混合为可塑性状态, 然后通过水合反应硬化, 形成不同的坚固耐用建筑实体. 这种材料自身的特性(从微观到宏观结晶生长)使得它们成为理想的增材制造材料(3D打印材料), 也就是说, 不像塑料, 金属等3D打印, 就目前技术水准可以达到80-90%传统制造(压力注模和冶金粉末烧结)的力学性能;


3D打印的建筑材料本身的强度不会因为打印过程受影响. 所以, 在大尺度的建筑领域出现了众多打印作品不为奇怪, 这是人类的自然进化(Evolution). 但是, 3D打印覆盖领域宽广从纳米级打印到几百米的摩天大厦打印, 如果像打印汽车零部件那样打印, 恐怕一年365天每天24小时打印一幢10x10x6米的小楼则需要100多年时间.     

所以, 我们需要结合建筑行业的要求, 并基于目前3D打印技术状况理性的进行创新实践. 根据行业特性首先是对这个打印技术体系包括工艺, 材料, 设备, 建筑设计, 检验等进行全面的比较分析和总结, 形成一个可以实际运作的规范要求和标准, 协同发展. 同时, 确定3D打印建筑的未来研发领域和方向, 特别是在增材打印材料方面, 作为国内新起之秀的”干混砂浆”在未来市场的发展之道上将接受严峻考验和挑战, 如何做到真正意义上的节能环保, 稳定的高质量的绿色建筑。3D打印建筑将促使干混砂浆体系内在的概念进化, 并将越来越多会起到”硬功夫”的作用.   

3D打印建筑技术的出现，给材料, 建筑设计, 城市规划等带来创新机遇, 让人们在设计时能够突破常规，解放思想，实现建筑, 艺术, 功能和环境的大融合。同时, 迅速发展的3D打印业将会导致建设成本降低，这意味着“不久的将来”整体现场打印的给类建筑包括个性化房屋将在经济方面具有很大竞争力.  

2. 什么是3D打印建筑技术  
3D打印的概念是上个世纪80年代。美国的一个模具工程师发明的, 概念的雏形是像喷墨打印机那样, 根据物体的图像(三维模型数据)分层打印出来, 这里的墨水是实际物体设计材料(如金属, 塑料等等), 也即是说, 一层一层以材料叠加的方式制成实物。到90年代初期美国麻省理工学院的科研专家发明了一种以粉末为基础的, 名为三维打印的技术; 同时, 陆续研发出如立体光固成型(SLA )、选择性激光烧结(SLS)和熔丝沉积造型(FDM)等工艺技术, 90年年代末期3D打印机器开始工业化生产应用。 2000年之后，3D打印机器迅速发展，特别是在机械制造业快速成型对于自由曲面形状得到实际应用.  

a) 3D打印的基础工艺知识  
传统机械制造业中我们通常将加工分为两种方式: 模具成型和切削加工, 现在采用减材制造和增材制造(AM=additive manufacturing和SM=subtractive manufacturing)的术语. 广义上理解, 注模或压膜制造应该属于增材加工. 下图显示两种思路的关系: 增材工艺    减材工艺   

从本质上讲，增材制造和数控机床CNC或其它计算机辅助制造(CAM)技术并没有什么不同。数控机床CNC是根据程序，利用切削工具将整块原材料“减小”为零部件的过程，而增材制造则是将构造整块原材料的微小单元(粉末或颗粒)通过融化, 烧结或粘接一层一层地累积叠加“增加”。它和传统的减材制造互补可以打造出任意形状.   

在建筑中实际上人们一直在采用增材制造工艺和减材建筑工艺, 增材工艺就是注模成型(压膜成型和浆体布料成型以及挤出成型通常在工厂中制作水泥预制件采用, 俗称PC); 减材建筑传统的有窑洞建筑, 过程中有隧道, 地铁等建设. 至于到人工3D打印雏形概念, 比如艺术墙体粉刷. 目前使用的3D打印工艺还是借鉴传统机械制造业的主流工艺技术路线. 所以, 下面将对建筑3D打印有相关影响的增材制造工艺做一介绍, 便于我们对整个3D打印建筑的理解.   下图3是增材制造机械制造业成熟的激光烧结(SLM=Selective Laser Melting)工艺, 因为它们是对于增材建筑有重要影响的工艺.     

除此之外, 塑料增材制造的融化沉淀成型(FDM=Fused Deposit Modeling)也是常规采用的方式. 可以直接用于增材建筑.    增材制造目前是传统减材制造技术的理想补充, 德国机床制造商在现有CAM加工中心基础上研发的混合制造工艺能够有机将两者结合起来, 可以大幅度提高效率如图所示:

b) 成本和精度比较  成本趋势

成本趋势:   原理上讲, 模型越复杂, 特别是有内部空腔的异性结构, 3D打印和传统减材制造比较越有效,图X表示两种制造工艺成本上的趋势.    另外, 材料价格和用途也是决定选择加工工艺的关键, 比如欧洲航天局(ESA)制作的水阀用钛金属材料. 增材制造比减材制造减少40%的质量。

   

表面质量:   在表面精度上我们可以通过以下实际制作物体图片感性认识:金属3D打印表面质量

和普通打印机一样, 精度和分辨率成正比, 分辨率越高, 精度(清晰度)越高, 打印的时间越长, 成本越高. 所以, 3D建筑打印考虑成本速度, 分辨率可能在毫米以上至几十厘米内. 可以是毛坯房, 精致表面还需要另外装饰加工.

c) 3D打印特点:  
如成本曲线所示, 3D打印技术最大的优势在于打印复杂结构, 特别是内部多封闭空腔的结构, 而传统工艺很难或不可能实现的结构. 因为3D打印是以材料构成的微小颗粒构造物体. 它以数字模型文件为基础，通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，运用一些金属粉末, 塑料等可烧结, 高温溶解材料，逐层加工迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体。

它的优势在于产品多样化，制造复杂物品不增加成本，无须组装，设计空间无限，零技能制造，减少废弃副产品，材料无限组合，精确的实体复制。   因为3D打印是物质重新构造过程, 无论采用粘结沉积材料成型技术, 砂石骨料可以就地取材, 让人们用可以负担的起的方式建造房子; 或轮廓构筑工艺, 改性土壤等, 都可以让贫瘠的荒漠变成宜居的绿洲。   

涉及成本优势需要比较结构, 对于一维或简单的二维结构, 传统的注模和压模以及挤出成型好. 一维的结构由正方形或长方形板材和型材, 而且可以标准化(如杰斯公司柔性面砖的成型技术). 二维结构可以是其它曲线形状的板材(如杰斯公司的人造石材的颜色纹理发生器). 三维结构的构件像瓦片通常采用压模成型, 由于是大规模化生产, 所以模具费用较小. 只要批量化生产, 结构可以通过传统工艺达到如没有封闭的空腔, 传统增材工艺一定有优势. 用3D打印一维构件的预制件成本一定会高.

在轮廓构筑打印工艺中的墙体实质是一个一维结构, 现场整体打印有优势是因为可以免去中间输送安装以及建筑中人员的施工风险, 因为每年建筑过程中有许多人员伤亡事故.   从目前打印的房屋来看, 不论是成本, 质量, 还是效率都不能够和传统建筑相比, 因为人们把3D打印最不擅长的一维结构作为建筑模型. 只有我们后面提到的放射虫馆的结构可以体系速度快, 节省材料, 质量好, 成本低, 那是因为传统工艺时间更长(模具制作时间长), 效率更低(手工制作), 质量更差(人工制作误差大).  

d) 应用领域  

3. 增材建筑的工艺, 装备和材料技术  

a) 工艺技术线路  
机械化建筑有两种主要方式: 一是采用传统的建材, 通过机器手对砖块进行砌筑. 二是采用机器手进行3D打印建筑. 机器手发展相对成熟. 一个4轴的机器手就可以进行构件的自由曲面打印. 对大型构件可以将机器手安装在塔吊上进行施工(塔吊需要相应改造).

另外的方式, 目前较为流行的是坐标导轨形式的打印机(类似于龙门吊或行车), 相对机器手, 需要较大的占地面积. 对于别墅, 小高层建筑等专业打印机速度相对于机器手可以大幅度提高.   

接下来是打印工艺. 按照以前的叙述, 我们广义地将理解建筑的3D打印方式, 因为高楼建筑的数量级是普通汽车体积的1000-100000倍数. 按照狭义的3D打印是不可能实现的. 同时把一维的板材和型材成型方式归入3D打印的一部分, 统称3D打印. 比如在房屋整体现场打印中基础部分各房间的地板可以采用一维布料方式一次成型.楼板等采用预制件型材吊装. 打印过程中还可以吊装门窗等, 如果设计为嵌入式. 这样的3D打印建筑或更确切自动机械化建筑成为可能.  

b) 3D打印建筑打印工艺  
建筑领域中的3D打印,目前典型的应用工艺有两种:

1) 轮廓构筑(CC=Contour Crafter ) 由美国南加州大学教授博士Dr. Behrokh Khoshnevis  (University of Southern California)发明. 采用平行多喷嘴工艺. 这里的打印”纸和墨”是一体的.  

a) 平行多打印头, 外轮廓侧面带抹刀

b) 单打印头, 内外侧抹刀. 打印头两侧抹刀设计可以改进.

图13: CC工艺, 单打印头, 两侧抹刀结构  

c) 单打印头, 无侧抹刀. 依靠打印材料自身的可塑性和流动性成型. 表面效果均匀.   

轮廓建筑是针对建筑物所有墙体轮廓设计的, 成型的轮廓就像模板, 内部可以放置钢筋再填充常规混凝土. 打印轮廓时也可以放置钢筋加强或临时支撑悬空部分打印. 总之, 打印中通过机器可以进行异性和异质部件的插入.   

  

2) 粘接沉淀成型(SDM =Sticky deposition modeling) (类似SLM或FDM), 开发者为意大利人 Enrico Dini称之为D-Shape技术. 原理是按照CAD模型数据在每层砂石粉上的设计区域打印胶水, 反应硬化后清除散砂石粉, 得到打印的物体. 这种工艺是狭义上的3D打印. 砂粉层是打印”纸”, 粘结剂是打印”墨水”. 但是对于大尺度的建筑这样打印机是非常庞大, 砂石粉床的量也是巨大的. 在富有砂石粉的地方并具备有利地形可以实现大尺度建筑打印, 同时, 还需要改进成型物的支撑形式.

3) MIP工艺
MIP工艺是杰斯亨维公司联合开发一种组合喷嘴(打印头), 采用”就位混合”的MIP(mixing  in position)工艺, 它是一种多通道的混浆喷嘴. 3-4原材料可以是粉料, 骨料和液体, 在需要时计量混合挤出. 通过适当的空气支撑系统可以做到真正的3D打印, 不需要料床. 其中一种形式见图解:     

c) 3D打印建筑物表面效果  
打印质量和材料特性, 打印机原理, 控制系统以及打印时间有关, 下面的图片只是提供一个感性认识, 因为没有比较的基础参数.

d) 装备技术  
目前的3D打印建筑设备技术已经取得了长足的发展. 轮廓构筑打印机器相对简单成熟, 成本也低一些, 打印材料是混凝土或干混砂浆, 打印材料通过一台我们通常使用的混浆泵混浆和泵送至打印头的喷嘴, 打印头通过伺服传动进行x轴的运动和上下垂直运动(z-轴), 打印头的y-轴运动时通过支撑打印头的龙门架, 放置在两边的导轨上, 通过电机使其在导轨上滚动运动. 龙门架采用桁架结构, 减低重量.

e) 材料要求:
现有的混凝土和干混砂浆是3D打印建筑的主要材料, 它们除满足现有标准外, 还必须具备以下性能:
●可塑性  
●出喷嘴后速凝固快,   
●成型好, 能支撑自身重量和打印中的动荷载
●下一层打印胶结不受影响
●自养护性   

目前可用的3D打印建筑材料主要是无机胶凝材基的材料如混凝土和干混砂浆, 玻璃纤维增强石膏,  玻璃纤维增强砂浆、未来的钢纤维加强超高性能混凝土(UHPC).   

3D打印建筑材料的研发方向是无机胶凝材, 特别是水泥的研究和制备越来越重要, 在超高性能混凝土中(抗压强度>120 N/mm2 至 200 N/mm2), 水泥是最关键成分, 其次是纤维. 纤维加强技术包括钢纤维将在3D打印建筑材料中起关键作用, 特别是在曲面房顶打印技术中, 除辅助支撑, 异物插入的可能性没有, 打印材料必须具备普通钢筋水泥的强度. 这里UHPC是用武之地.   

化学添加剂, 特别是可塑性, 速凝材料在改性打印材料中应用.   另外, 就是所谓”建筑垃圾”. 就像当年的粉煤灰, 人们不知道其用途时认为才是垃圾. 建筑废料和老房拆迁破碎的墙体楼板, 其主要成分还是我们现在建筑常用的砂, 石灰, 水化的水泥, 这些都可以加工后作为很好的骨料填料使用. 德国科学家将这些废料研磨和和部分水泥混合后制成为普通硅酸盐水泥.   

现在的绿色建筑, 城市再生矿山等理念, 人类已经从事这方面的研究。地球表面上最多的是粉尘, 砂, 泥巴, 如何改性它们成为适合的建筑材料是绿色建筑的主要课题. 人们已经发现, 将10%的含无机胶结材的混合改性物加入土壤混合后, 强度可以提高5-6倍. 土壤改性技术的发展将给建筑工艺方面的减材制造技术带来生机, 并且会越来越备受市场和城市规划重视, 它可以和自然和谐一体.  

4. 目前3D打印在建筑领域的发展状况  
美国3D打印团队用轮廓构筑(CC)工艺, 单打印头机器打印的混凝土城堡, 非整体现场打印.部分预制打印再现场吊装. 外观均匀的打印痕迹清晰. 是目前较大的实物打印案例, 占地面积为15平方米.

5. 整体现场打印方案  
a) 工艺方案  
整体在现场打印房屋目前还没有, 但是, 相对成熟的方案是南加州大学教授Behrokh Khoshnevis和卡特彼勒的联合资助项目，一个超大型3D打印机的研究项目，设备为结构龙门吊车形式，在导轨式移动. 横梁可以上下摆动前后移动，模块化设计, 打印头在横梁上左右移动，打印材料是干混砂浆混浆泵或打印用混凝土泵车。先将地板部分采用一维打印完成, 放置其它必要的辅件如大门的地板等. 然后一层一层打印至窗户顶, 放置窗顶打印支撑继续打印至楼板层/ 机械吊装楼板预制件, 再继续打印第二层, 这样将整栋房子打印出来. 这样打印出的是不错的毛坯房，还需要完善和装修.

b) 打印装备方案
在南加州大学教授Behrokh Khoshnevis 的Contour Crafter研究成果基础上, 设计师进一步地扩大CC打印机的能力，加强对于大型三维打印的需要，特别针对现场整体建筑物的打印。他们提供了一种全新的施工方法，把工业化生产和快速原型设计技术结合在一起，可以在比传统工艺短的多的时间机械化“打印”出这个房屋的毛坯.

c) 未来星球移居方案  
欧洲宇航局最近公布了一套月球基地3D打印建筑方案, 采用意大利人的D-shape工艺打印.该方案的核心思路是就地取材, 对月球表面土壤改性成可以打印的材料. 墙体打印成空心封闭的细胞结构. 人们发现类似月球土壤(Lunar regolith), 在地球上也有相似的土壤, 只是月壤中没有有机物. 不远的将来, 人们可能会以同样的方式在地球上建筑这样真正绿色建筑.

图26: 未来月球移居计划中的3D打印方案和打印机器人.

6. 哪些现状形式适合于3D打印  
目前, 采用常规的混凝土或干混砂浆打印垂直墙体没有问题, 只是表面精度和变形还有待改进.  对曲面壳体3D打印建筑可以实现打印的有渐放和渐收的对称曲面壳体:      

因为混凝土和砂浆不像金属和塑料可以极快速固化达到最后强度, 它们需要水合反应28天后达到基本强度, 后期强度还会变化. 所以, 如何使打印材料在足够短的时间初凝固化能够承载自重和打印动荷载是打印材料的研究课题. 下面是最能体现3D打印强项的形状:

7. 干混砂浆未来发展  
几乎占据50%水泥用量的干混砂浆(砂浆)行业, 在欧洲经历50多年的发展后逐步被国内市场接受. 经历15年中国干混砂浆市场推广, 到现在我们在全国各大中型城市的工地都能看到干混砂浆散装罐树立. 干混砂浆的用量在迅速增加. 另一方面, 全球的技术发展迅猛, 3D打印现在已经悄悄给建筑业铺垫各种可能的机遇. 同时兴起的混凝土预制厂房, 组装房屋热潮给传统建筑工艺带来改革推动.

细细品味混凝土和干混砂浆, 其实它们实质是一样的, 只是功能不同, 施工工艺不同. 在预制工厂它们可以是一起的. 随着3D打印技术出现, 干混砂浆作为复合材料其生产方式将同时向为建筑结构主体服务和辅助体服务的一体化道路.   所以未来3D打印材料将不会区分这么明显. 但是, 将会根据结构设计和打印工艺分类. 现将根据打印工艺对砂浆的要求列表如下(以打印别墅为例):  

如果按照SDM工艺, 干混砂浆工厂将只是生产”墨水”, 也就是类似我们10年前曾经推广的超级粘结剂(super binder). 砂石骨料是打印”纸”, 不需要干燥!  

以上分析明显的结果是砌筑砂浆会完全多余, 抹灰砂浆也是按照需要使用, 自流平砂浆也逐步退出市场(不排除个性化需求的使用). 装饰方面所谓的粉末涂料或干混砂浆腻子将会更多作为个性化美化使用; 除此之外, 它将用于不同墙体的装饰板材的打印. 未来将出现更多的所谓改性材料, 完善打印表面的质感以及功能性如强度, 耐磨性, 色彩等.国内面临的诸多问题的建筑节能体系, 将有望通过3D打印技术而彻底改观. 其中的保温材料将有可能突破目前的工艺瓶颈. 通过仿生设计的结构, 打印和墙体一体的无机保温材料, 避免了目前的施工周期长, 风险高, 脱落等诸多问题.

这样的发展使得目前的保温粘接和加固砂浆可能面临淘汰的危险. 因为打印的板材将具备互相扣接设计, 会更牢固和安全.   在未来的绿色生态城市规划和建筑中, 即结合减材建筑技术将城市规划和大自然的河山树林融为一体, 大规模的劈山造路, 盖实心混凝土大广场将一去不复返. 就地取材, 就地形设计, 增材和减材工艺相结合. 干混砂浆也将脱出目前普通砂浆的内涵, 深入研究无机胶凝材用于就地取材的改性技术, 高压灌浆加固技术, 开发用于打印封闭细胞空腔结构的轻质材料. 其它领域的复合和合成材料, 和有机物复合, 和金属物复合材料等.  

8. 3D打印建筑发展方向  
通过以上的理解分析, 虽然3D打印建筑工艺对打印材料要求不同, 更多的则是建筑结构设计的变革， 设计需要更多地和仿生学结合, 设计轻质高强度的结构, 来弥补3D打印建筑不便采用传统建筑钢筋带来的强度损失. 未来的3D打印建筑发展方向将分为   - 建筑构件打印然后拼装和  - 整体建筑打印或  - 更多的是两种互补工艺形式.     

因为整体打印摩天大厦是不现实的, 整体打印建筑在技术上可行的打印尺寸将会是:
●一些个性化别墅
●军事用营房, 军事基础设施
●经济适用小高层  
●高楼大厦局部艺术造型, 特殊功能的楼顶, 地下室等部分.     

此外, 现行的沙袋地球屋(Sand bag earth house)可以采用CC打印工艺整体完美实现. 其原理是采用包装好的沙袋码叠成圆拱形, 构筑非常自然的居住环境(见图32). 国内的新农村建设可以以此为样板.   目前最可能实现的是通过规划和结构设计改革的生态建筑, 3D打印建筑, 广义的减材建筑和传统预制件相互结合, 实现不用移山填海, 砍伐树林建造新型的生态城市

3D打印建筑是人类的思想进化, 它只是众多的建筑技术中的一种, 不可能是万能. 但是, 3D打印技术的出现却给我们带来思路上反省, 我们以前有哪些弯路走过, 造成什么样的后果. 每一个新技术的采纳, 我们是否先要考虑这项技术给我们的未来带来什么后果, 好的或坏的, 如何应对, 机遇和挑战. 这就是我们评估一项技术的逻辑方法.   

反思我们的建筑方式, 城市规划是否还在继续大量耗尽自然资源? 反思干混砂浆的发展, 河沙用完, 用机制砂, 标榜为先, 矿山没有了用什么? 我们是否考虑移山造房会给我们和下一代带来什么样的后果? 是否评估这项技术的后果, 如何应对? 反思为什么不考虑中国的建筑工地和欧洲的小别墅建设的区别, 盲目一刀切. 一个几十万平米的建筑工地, 其中用量大的砂浆(地坪,砌筑或抹灰等)是否可以采用超级粘结剂+骨料的机械化施工方式? 避免刚生产的, 还冒着热气的干混砂浆不一会儿到现场加水搅拌施工, 是节能还是浪费?   干混砂浆体系将随着由于新技术, 资源短缺, 思想转变促使整个建筑体系的变革而演变, 一切将回归自然, 即使是在资源短缺时, 人们也不想吃的有毒食品, 住不健康, 不安全的房屋.   

3D打印建筑技术通过先驱者们的尝试证明, 所以的一切将从”硬功夫”开始. 首先是基础材料, 从基础的胶凝材着手深入研究水泥和矿物相材料的机理, 化学添加剂以及相关装备技术研发; 现有的干混砂浆体系在打印材料方面将承担更大的责任和挑战, 硬功夫的要求可能会使行业重新洗牌; 其次是建筑设计的结构需要更优化的强度重量比,更优的性价比, 就地取材的理念会得到进一步实现. 打印机器设备将和现有的施工机器结合, 包括机器手(人)等, 设计的模块化组合, 更灵活建筑施工方式等等. 3D打印建筑装备将不再闭门造车, 不再摸着石头过河; 整合资源, 分工合作. 将是发展的最好机遇, 因为全球的3D打印处在起步阶段, 大家在同一起跑线上. 最后非常重要的是整个建筑监管体系包括规范标准,检验和认证.

编辑：南极熊
作者：蔡兵, 德国工学博士(Dr.-Ing. Bing Cai)  德国杰斯(扬州)智能环保科技有限公司
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