3D打印技术在建筑领域的应用现状与展望

为进一步了解3D打印技术在建筑行业的应用与发展趋势,介绍3D打印建筑技术在国内外的发展现状,对D型工艺、轮廓工艺、全尺寸3D打印及3D打印混凝土技术等3D打印建筑技术的特点进行分析。结合现有技术的不足与当前研究的难题,展望3D打印建筑技术的建筑方式、施工工艺、建筑材料、建筑结构及打印设备等未来研究方向。     

建筑3D打印技术及材料的研究进展

3D打印技术在建筑领域的研究与应用逐渐成为世界范围内的热点研究课题之一,建筑3D打印材料的研究与开发是3D打印技术在建筑领域应用的重点和难点。本文回顾了3D打印技术的发展历程,在总结国内外建筑3D打印技术的基础上,重点介绍了建筑3D打印材料的研究状况和进展,并对目前建筑3D打印材料的应用和问题进行了概括,对建筑3D打印材料未来的发展进行了展望。     

建筑3D打印关键技术的研究方向与进展

在调查研究的基础上,系统总结了工程建设领域的3D打印技术探索和应用,提出了目前建筑3D打印存在的问题,以及后续在建筑3D打印领域应开展的研究工作方向与内容,主要包括新型建筑3D打印材料的研发、分布式自爬升建筑用3D打印装置的研发,以及多打印头协同路径规划技术的研究。最后对建筑3D打印领域的技术进展进行了展望。     

3D打印建筑技术与打印材料的发展研究

分析对比了目前常见的3D打印建筑技术,并阐述了3D打印建筑材料需满足的性能和特点。探究了建筑3D打印技术的研究方向,指出3D打印建筑技术正在颠覆传统的建筑建造模式,在未来的建筑领域具有广阔的应用前景。     

3D打印建筑技术——颠覆脚手架时代

近年来,3D打印技术引起了广泛关注,这一技术的兴起,也推动了建筑行业的发展。本文主要介绍了"D-shape"、"轮廓工艺"和"混凝土打印"这三种3D打印建筑技术;列举了目前国内外3D打印建筑实例;阐明3D打印建筑技术的优势及存在的问题;最后对3D打印建筑的未来进行了展望。     

3D打印建筑——建筑业的一场革命

近年来,3D打印技术被逐渐应用于建筑设计领域和房屋建造上,论文介绍了3D打印建筑技术原理、技术核心和国内外研发状况,对3D打印建筑相比传统建筑的优势进行了总结,研究表明,3D打印建筑安全可靠、节能环保,不仅提高了施工效率,而且大幅度降低了建造成本,对3D打印建筑未来的发展前景进行了展望。     

基于挤出固化的建筑3D打印装置设计及验证

建筑3D打印技术是一种全新的自动化建造技术,在大尺寸建筑结构的自动建造中应用潜力巨大,而国内外关于建筑3D打印技术的研究尚处于起步阶段。本文针对建筑3D打印工艺中的挤出固化打印技术,集成数控技术、机械技术、计算机技术等设计研制了一套建筑3D打印装置,该打印装置由控制系统、XYZ运动系统、挤出系统、数据处理系统等模块组成,并且给出了各系统模块的具体技术参数。最后通过一个基于挤出固化的建筑3D打印实验,验证了本文中设计的基于挤出固化建筑3D打印装置的合理性,并对实验装置、实验材料以及实验验证的全部过程进行了系统分析。实验分析结果表明该建筑3D打印装置具备良好的集成控制功能,可以完成建筑信息模型的实体化建造。     

3D打印建造技术发展与展望

介绍国内外3D打印技术在建筑领域中的研究进展,对已有的D-shape技术、轮廓工艺及Concrete printing三种3D打印建造技术的特点进行评述,指出3D打印技术在建筑领域应用中存在的问题,并展望了3D打印建筑技术未来研究和应用的方向。     

3D打印建筑材料现状及其发展

3D打印技术是一种快速准确成型的新型技术,广泛应用于各领域。对于建筑行业而言,3D打印将成为发展的重要方向。本文在介绍通用3D打印技术进展的基础上,介绍了3D打印建筑技术相对于传统建筑技术的优势,以及3D打印建筑技术对材料的工作性能、力学性能与耐久性的要求,着重介绍了硅酸盐水泥基材料、硫铝酸盐水泥基材料、地聚合物水泥基材料和磷酸盐水泥基材料4种常用的3D打印建筑材料。本文最后指出了3D打印建筑目前在实际应用中存在的问题,并提出了可能的研究方向。     

3D打印技术在建筑领域的应用前景分析

通过介绍3D打印技术的概念、原理、所用材料以及应用范围,对比分析了传统建造技术和3D打印技术的优劣之处,总结了目前3D打印技术应用于建筑领域中存在的问题和解决思路,为3D打印建筑的研究、开发和应用提供了有益的思路。     

3D打印建筑技术应用研究

近年来,3D打印技术的快速发展,带动了其在建筑领域的研究及实践。新的建造技术是对传统技术的挑战和补充,同时促使了建筑设计、材料研发、计算机编程、机械设计等多方面的创新。本文通过一些3D打印建筑应用案例及设计的研究,分析本技术的特点,对3D打印建筑的发展进行展望。     

原位建筑3D打印两层办公室的施工关键技术

总结了两层办公室项目的原位3D打印施工关键技术。设计开发了具有模块化、高精度、多功能等技术特点大型建筑3D打印机;开发了适合现场3D打印施工的专用添加剂,现场搅拌制备出性能优良的、适合现场施工的3D打印混凝土;提出了一种打印建筑竖向钢筋笼放置和连接方法,解决了打印混凝土结构构造柱根部节点与基础连接的施工难题;通过材料技术和自动化喷雾养护施工技术,有效克服了普通硅酸盐水泥基打印材料的收缩开裂。     

A critical review of the use of 3-D printing in the construction industry

3-D printing, which is an automated production process with layer-by-layer control, has been gaining rapid development in recent years. The technology has been adopted in the manufacturing industry for decades and has recently been introduced in the construction industry to print houses and villas. The technology can bring significant benefits to the construction industry in terms of increased customization, reduced construction time, reduced manpower, and construction cost. A few isolated products and projects have been preliminarily tested using the 3-D printing technology. However, it should be noted that such tests and developments on the use of 3-D printing in the construction industry are very fragmented at the time of the study. It is therefore necessary for the building and construction industry to understand the technology, its historical applications and challenges for better utilization in the future. A systematic review shows that 3-D printing technology, after years of evolution, can be used to print large-scale architectural models and buildings. However, the potential of the technology is limited by the lack of large-scale implementation, the development of building information modeling, the requirements of mass customization, and the life cycle cost of the printed projects. It is therefore expected that future studies should be conducted on these areas to consolidate the stability and expand the applicability of 3-D printing in the construction industry.     

中国3D打印混凝土技术应用历程与趋势

为了全面分析中国3D打印混凝土技术的研究现状,从“油墨”材料、施工工艺和应用场景等方面对3D打印混凝土技术的研究进展进行了回顾,从时间和逻辑2条线路分析了该技术的发展历程,介绍了主要的施工工艺及在建筑物和基础设施上的应用案例,并分析了3D打印混凝土技术在生态“油墨”材料、仿生设计、大型打印设备开发及施工工艺、3D打印混凝土技术标准与验收规范等发展趋势。最后分析总结了目前中国3D打印混凝土技术所面临的问题,并结合实际应用场景给出了部分研究思路。结果表明:3D打印材料是影响混凝土性能最根本的因素,混凝土须具有更好的流变性能,并能够在环境中快速凝固; 现有3D打印混凝土设备还不能够完全满足不同应用环境的特殊性要求,需要在机械设计和施工流程方面进行协调开发,促进面向建筑领域新型3D打印设备的精细化与自动化发展; 3D打印混凝土结构和普通混凝土结构形式不同,现有的混凝土结构设计施工标准和国家规程并不适合3D打印混凝土技术,缺乏面向3D打印建筑的标准和验收规范; 企业、高校和科研机构需加强合作,以工程应用为导向指引3D打印混凝土的研究和发展。     

3D打印技术在土木工程中的应用展望

3D打印技术是一种通过连续的物理层叠加、逐层增加材料来生成三维实体的先进制造技术。介绍3D打印技术的发展概况和主要产品技术特点,对其在土木工程领域的应用前景进行预测,包括制作复杂节点和构件,特殊形状的浇铸模具和施工模板及高延性抗震耗能构件,促进智能化建筑施工技术等方面。结合土木工程中3D打印技术的应用可能性,提出了需要进行的相关研究。     

3D打印混凝土材料研究进展

近年来,3D打印技术的应用备受关注,将3D打印技术引入建筑行业具有重要意义,并已成为研究热点之一。本文简述了国内外3D打印混凝土技术的进展,探讨了3D打印混凝土应满足的基本要求及其面临的问题,提出了3D打印石灰石粉混凝土的研究方向,为未来3D打印混凝土性能的优化及3D打印建筑技术发展提供参考。     

3D打印混凝土材料的研究现状与展望

随着3D打印技术的快速发展和3D打印建筑材料的研发,3D打印技术在建筑行业得到了迅速发展,它是一种基于增材制造的建造技术,而混凝土是该技术最常用的打印材料。重点阐述了3D建筑打印技术,3D打印混凝土材料的可建造性、临界失效时间、层间黏结强度、干燥收缩率等性能要求,总结了3D打印混凝土材料国内外研究现状,最后着重阐述了3D打印混凝土施工技术中存在的问题,并对其发展前景进行了展望,希望为以后该方向此类问题的研究提供借鉴。     

A critical review of preparation design and workability measurement of concrete material for largescale 3D printing

In recent few years, significant improvement has been made in developing largescale 3D printers to accommodate the need of industrial-scale 3D printing. It is of great feasibility to construct structural components and buildings by means of 3D concrete printing. The major issues of this innovative technique focus on the preparation and optimization of concrete materials which possess favourable printable properties as well as the measurement and evaluation methods of their workability. This paper firstly introduces three largescale 3D printing systems that have been successfully applied in construction industry. It then summarizes the commonly used raw materials in concrete manufacturing. Critical factors that should be particularly controlled in material preparation are specified. Easy-extrusive, easy-flowing, well-buildable, proper setting time and low shrinkage are significant for concrete mixture to meet the critical requirements of a freeform construction process. Thereafter, measuring methods that can be employed to assess the fresh and hardened properties of concrete at early stages are suggested. Finally, a few of evaluation methods are presented which may offer certain assistance for optimizing material preparation. The objective of this work is to review current design methodologies and experimental measurement and evaluation methods for 3D printable concrete materials and promote its responsible use with largescale 3D printing technology.     

3D打印技术在道路工程的应用综述

3D打印技术是一种以建模软件为基础,通过使用粘合材料来进行三维打印的技术。本文对3D打印技术的分类和应用进行了介绍,总结了3D打印技术在道路工程上的应用现状,包括道路修复、道路材料和道路施工三个方面,并对未来的研究方向进行了展望。