近年来，建筑业面临着空前的挑战：技术工人的短缺带来了劳动力成本的增加；全球性的住房短缺；全球气候变化带来的影响日益显著。因此，挑战传统建造方法、突破创新成为重中之重，迫使业界开始应用新技术进行数字化转型。其中最有前景的创新方向便是：3D 建筑打印。尽管出现时间相对较短，这项技术已经被成功应用在许多结构体、住宅、公寓的建造中，重塑我们所知的居住建筑。因此，在不远的将来，3D 打印很可能成为更有效、更可持续、更经济适用的大规模住房建设解决方案的可行选项，对人们的生活产生积极影响，并让城市更环保更健康。
打印过程
那么，3D 打印是如何工作的呢？简单来说，无需使用模板，计算机程序就能打印出三维的形体。大型打印机器将混凝土（或者其他材料，如砂浆、泥土、特种聚合物、再生塑料及其他塑料）逐层堆叠挤出，形成墙体、地基、柱子、楼梯或其他建筑构件。因为这套打印系统可以移动，它适用于场外预制生产和在地建造，消除了频繁搬运和校准的需要。打印机组装后，在一个固定金属框架上开始沿三轴运行，能设置任意运行方向，应用范围很广。
不牺牲创造力的一种快效、环保的建造技术
效率
毋庸置疑，打印为提高效率和生产力提供了巨大潜力。它不仅从一开始就提供了高度的规划可靠度，而且对协调与监测工作需求较少。如果使用标准建材，如木头或砖块，房屋可能要数月或数年才能建成。但使用 3D 打印机，施工时间就会大大缩短。事实上，根据 Saint Gobain Weber Beamix公司市场经理马可·冯克（ Marco Vonk ）的说法：“（3D 打印）能够节约工地施工 60%的时间和 80%的劳动力。”这意味着几天内一栋房子便能拔地而起，这也意味着成本降低。而且，不像传统建造方式——精度因人工误差或场地条件受限——3D 打印出的建筑是数字模型的精确复制，就像在纸张上打印图片一样。从这个意义上来说，自动化过程无需监控与人工输入，减少了设计错误和工人受伤的机率。
可持续性
通常来说，高效的资源和能源效率意味着可持续性。尽管 3D 打印要实现 100%生态友好还有很长一段路，但它与传统建造方式相比，肯定能带来突出的环境效益。除了因为打印空心墙材料更少之外，打印机将数字模型现实化使用的材料数量是确定的，最终最大限度地减少了混凝土地使用。而且，因为不需现场装置或模板，建筑垃圾——通常最终被填埋——显著减少了。此外，3D 打印机还能开发出使用有机、可持续、可再生材料建造的结构体，例如 原土圆宅、泥筑微宅、合成竹构物。因此，基于使用更少的材料、产生更少的垃圾、减少运输需求，并有使用天然或可回收材料的潜力，打印建筑的碳足迹能显著减少。
设计灵活性
尽管是能重复生产同一模型的自动化程序，3D 打印技术仍提供了高度的设计灵活度。因为很容易在数字模型中进行修改，而且系统能根据每个设计进行配置，实际上任何表面和形状都是可能的：曲面墙或直墙，光滑表面或粗糙表面，平板或折角。例如，零号住宅和贝克姆住宅都以双层表皮的弧形墙为特征，除了结构效率的考虑，还创造了住宅室内的空间流动。这样一来，即使在这一极有成效的程序中，建筑师仍然能探索创造可能性，去创作独特的、创新的、引人注目球的建筑。
因为这些众多的好处，材料公司 SaintGobain Weber Beamix 从本世纪初开始进行 3D 混凝土打印技术的实验。通过与荷兰 BAM 公司的合作，他们在欧洲开设了第一个混凝土打印工厂，开发世界第一个打印商业住宅项目等里程碑式的项目。该项目由五栋住宅组成，均符合舒适性和强制性的施工要求。像这样建成的居住项目展示了 3D 建筑打印在可负担的大规模住房项目中的潜力。
3D 建筑打印让我们有可能应对全球住房危机
据估计全球人口中有九亿人住在贫民窟，同时 3.3 亿城市家庭无法拥有可负担、适宜的、安全的住所。而随着住房价格的不断上涨，这个数字只会增加。因此，3D 建筑打印——因其能够以前所未有的速度创造高质量、高性价比和生态友好的建筑——有可能以更可持续的方式解决当前的住房紧缺问题。由于可以用同样的软件、模型和材料反复建造许多房屋，3D 打印也可以成为紧急避难所的可行解决方案。而且很明显，过程的高效并不一定意味着建筑师必须为此在创造力和美学上妥协。由于 3D 打印允许高度的设计灵活性，所以美感、形式和功能之间的平衡变得很容易实现。
众多成功的打印房屋无疑指明了正确的方向。然而，要真正想象未来 3D 打印取代传统建造方法成为大规模住房的标准方案，仍有许多挑战需要克服：适应各国严格的建筑要求；解决高密度地区的问题；充分应对不同的气候条件；提高材料在使用寿命结束后拆除的可回收性；减少碳足迹；使该技术更加经济实惠，以促进更多弱势群体的使用。而这一切都始于对建筑打印领域的持续投资、探索和创新。
毕竟，3D 打印已存在，但它的历史仍在被书写。
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译者：刘亦为
