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迪拜启示:3D打印否会否彻底改变建筑业?

发布人:3D打印商情

责任编辑:激光制造商情

来源:3D打印商情

2019-08-21 09:57

导读:迪拜正在率先使用3D打印,以推动房地产销售和节省大量资金,但这是否标志着全球采用的开始还有待观察。

Emaar Properties宣布计划在迪拜的Arabian Ranches III开发项目中建造其首个3D打印房屋。

  通过喷嘴挤压出一座房子,就像一个从管道袋中抽出软糖的奶油,可能这并不是每个人对尖端建筑的设想。但在迪拜,这是计划的一部分。

  这一酋长国渴望在2030年之前通过3D打印建造所有新建筑的四分之一。阿拉伯海湾领先的房地产开发商之一的Emaar正在宣布其新兴的Arabian Ranches III住宅项目将提供迪拜首个3D打印的住宅。

  3D打印或增材制造本身并不是一项新技术,可追溯到20世纪80年代。通过添加连续的材料层,从计算机辅助设计制造三维模型或原型,现在已成为许多行业的标准做法,从航空航天和建筑到医药和高端制造。

  咨询公司麦肯锡(McKinsey)估计,到2025年,该技术每年可能产生价值5500亿美元的经济影响。

  3D打印在建筑中如何运作?

  然而,建筑正面临更严峻的挑战。据认为,到目前为止,全球已有20座商业建筑使用3D打印,第一次是2017年丹麦首都哥本哈根的COBOD International。

  在实践中,混凝土从连接到计算机编程的机器人臂的喷嘴中挤出,所述机器人臂是静止的或沿着轨道行进,在连续的条带中,逐层地,以产生期望的建筑结构,例如外墙或内墙,或者组件,如拱门或空隙。

  就像世界上最高的摩天大楼和“最聪明”的城市一样,迪拜也坚定地渴望成为高科技建筑的领头羊。它已经拥有世界上第一个3D打印办公室和3D打印无人机研究实验室。据报道,3D打印办公室的建造成本仅为14万美元。

  倡导者称,该技术提供的结构比传统的建筑方法更快、更便宜、更环保。他们指出3D打印将加速交付房屋、提高设计灵活性、降低建筑成本、更有效地使用材料,通过减少建筑典型的浪费,甚至减少噪音污染,提高可持续性。

  具体而言,行业专家认为,从数字设计到最终物体的各种几何形状的无缝生产,用传统的加工技术是最不可能或非常昂贵的,这是3D打印的主要优势。

  打印建筑能节省金钱和时间吗?

  此外,对大型建筑商的商业吸引力似乎不可抗拒。据市场预测组织SmarTech Publishing称,到2027年,3D打印建筑行业的价值将达到400亿美元。

  COBOD International首席执行官Henrik Lund-Nielsen与迪拜的客户合作。他声称欧洲或美国的潜在成本节约可能高达到数十亿美元,因为那里的建筑工地的劳动力成本更高。根据Lund-Nielsen先生的说法,迪拜政府的推动将有助于提升3D打印对建筑行业的吸引力,因为它的确是节约成本的“利器”。

  但也有些人认为3D打印对全球建筑行业的吸引力没那么大。拉夫堡大学建筑和土木工程学院基础设施系统专业的Sergio Cavalaro博士目前正在从事3D打印在全球建筑领域应用的专有研究,他说,3D打印的结构本身就可以减少对广泛采用的影响。“建筑行业的惰性比其他行业(如汽车行业)更高。它不是垂直组织的。利润率也较小,这意味着更难引入根本性的变革。”他说。

  Cavalaro博士还认为拥有3D打印房屋的新颖因素可能很快就会消失。他指出:“一旦技术普及,那些为3D打印房屋支付溢价的客户可能意识不到有利可图的转售价值。”

  话虽如此,Cavalaro博士对3D打印技术的前景的看法已经有所转变,尽管就其成本增加了一个警告。“3D打印非常适用于复杂的形状元素,如空隙。它的优点是可以用来减少材料消耗并提供最佳组件。但考虑到这项技术,它可能比传统的建筑方法更昂贵。”他说。

在莫斯科一所房子上工作的Apis Cor 3D打印机

  混凝土3D打印的挑战

  鉴于混凝土是建造3D打印结构的主要建筑材料,总部位于瑞士的全球最大的混凝土制造商与供应商之一——LafargeHolcim对发展中市场有着敏锐的洞察力。

  该公司研发主管Edelio Bermejo将3D打印应用于建筑行业称为“新兴的”,但具有“巨大的潜力”。他说:“事实上,3D打印将为建筑系统中更多水泥基材料打开市场,这符合我们发展增值业务的战略。”

  2016年,LafargeHolcim与法国3D打印系统提供商XtreeE建立合作伙伴关系,探索在这项技术上的合作方式。

  Bermejo先生强调,将3D打印技术应用于住宅和商业建筑的技术挑战是多方面的。“混凝土3D打印的主要挑战在于加固、进一步了解材料的加工和性能,例如耐久性和工艺的稳健性。建筑行业还需要了解如何使用这项新技术优化结构设计,所有这些都必须反映在设计规范中。”他说。

  对建筑工作有什么影响?

  通常,建筑业是一个劳动密集型产业,这从任何主要建筑工地就能看出来。可以理解的是,建筑工人对3D打印技术的排斥,因为该技术极有可能导致建筑行业的工人失业,不管你是熟练还是半熟练的员工。员工或承包商是否担心整个建筑行业采用3D打印会对他们的工作和就业前景产生影响?

  LafargeHoclim的Bermejo先生非常乐观,他指出3D打印只是建筑行业整体工业化和数字化的一个因素。 “与其他行业的情况一样,这将导致向建筑价值链转向高技能工人和新兴工作岗位。”他说。

  “教育和培训是工人适应这种变化的关键,数字化也可以在这方面提供帮助。我们还设想3D打印和数字化可以提高建筑工人的现场安全。”

  但总的来说,混凝土3D打印仍处于起步阶段。但雄心勃勃的目标,如迪拜设定的目标,肯定会有助于推动技术的发展,并使其更接近大规模建筑市场。