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3D 打印正在改变建筑业

建筑行业正在发生变化,因为 3D 打印使用机器人解决方案挤出混凝土,使建筑过程自动化,建造建筑物和其他结构的成本更低、速度更快。在过去五年中,3D 建筑打印 (3DCP) 开始赶上增材制造应用的激增以及医疗保健和工业等其他行业的改进,从根本上改变了世界上最大的行业之一。

3D 打印正在改变建筑业特殊设计的喷嘴优化挤出混凝土或砂浆快速,使用预编程的指令来构建结构。 (所有图片均由 COBOD International 提供)

了解 3D 建筑打印行业

用于建筑的 3D 打印机通常分为两类:龙门式设置和机械臂,第一类是主要的 s现场打印整个建筑结构的解决方案。此外,3D 建筑打印行业的参与者可分为纯技术提供商(如 COBOD International);端到端交钥匙建筑供应商,他们也作为承包商,使用他们自己的专有材料;甚至作为总承包商从头到尾管理整个新建筑的建设。

在过去五年中,3D 建筑打印的使用一直在快速增长,不仅在建筑方面,而且还涉及正在建造的建筑物或结构的类型。仅举几个 3DCP 应用程序和示例,仅 COBOD 的机器就被我们的合作伙伴用来打印高达 4,100 平方英尺的一层、两层和三层建筑(例如 PERI Group)。他们建造了学校(Holcim/14树)、30 英尺高的风力涡轮机塔基(GE 可再生能源)以及六大洲的许多其他结构。

对于住宅,迄今为止,3DCP 一直是最受关注的领域,最多可解决建筑总成本的 45%。这是因为打印技术还不能解决一些成本类型:这些包括精加工/表面、窗户、门和隐藏的组件,如机械、电气或管道。对于更多的商业和工业应用,如风力涡轮机塔,该技术解决了更高的百分比,高达总成本的 80%。

3D 打印正在改变建筑业使用 3DCP 构建技术创建的家居内饰。

3DCP 市场仍处于起步阶段该行业的市场规模估计尚处于起步阶段,尚不可靠。然而,由于建筑市场的规模,如果仅 0.01% 的建筑工地使用 3DCP,市场规模仍然很大。

为什么 3D Construction Prin起飞?

3DCP 有四个主要优势:自动化、速度、提高可持续性和增加设计自由度。在这里,我只会谈及前两个优势。

自动化降低成本:建筑行业是所有行业中自动化/数字化程度最低的行业之一,但具有提高生产力的巨大潜力。从 1947 年到 2010 年,美国的制造业生产率增长了 8 倍,农业生产率增长了 16 倍,而建筑业几乎看不到任何生产率增长。由于这个和其他因素,近年来购房成本急剧上升,部分导致供需之间越来越大的不匹配,仅美国就面临着 400 万套住房的缺口。由于材料价格(例如木材和钢铁)的急剧上涨和熟练劳动力的普遍缺乏,最近情况变得更糟。虽然仅靠 3DCP 无法解决所有这些结构性问题,但自动化流程可以通过地址降低成本唱出劳动力短缺,打印机只需要 3 个人操作。最近,COBOD 还开发了其他解决方案,通过该解决方案可以将普通混凝土用于 3DCP(而不是价格高出许多倍的砂浆),这是世界上最便宜的建筑材料之一。

提高了速度更快的项目执行:由于越来越多的公司掌握使用 3DCP 技术的经验越来越丰富,我们很快就能看到一个典型的 2,000 平方英尺房屋的墙壁在短短五个工作日内就可以完成 3D 打印。如果采用传统方法(例如木条框架或砖石)来完成同样的工作,则需要更长的时间并需要更多的工人参与。作为 3DCP 简单学习曲线的一个例子,在 2020 年,我们的合作伙伴 PERI Group 花了 36 天的时间 3D 打印了他们的第一座建筑,这是德国一座 2 层 1,700 平方英尺的住宅。这相当于每天制作大约 50 平方英尺。几个月后,当他们完成第二个项目时,一个更大的 3 层 4,100 平方英尺的五套公寓单元,他们将打印时间缩短到仅 21 天,相当于每天大约 200 平方英尺。从第一个项目到第二个项目,他们的生产力翻了两番。在执行第 10 个项目时,他们还会将打印时间缩短多少?项目编号 100 呢?只需将生产率提高一倍——根据目前的结果来看,这似乎很有可能——很快就能实现建造 2,000 平方英尺建筑的五个工作日目标。

建筑中 3D 打印的未来

3DCP 自然会面临释放其全部潜力的障碍,例如更新的建筑规范/标准和劳动力技能提升。然而,我们确信该技术将使建筑行业从一个技术 S 曲线走向下一个技术 S 曲线,带来上述好处和更多好处。

将 1980 年代第一台 PC 笔记本电脑和手机与他们今天的同行:3DCP将走上simi在三个因素的推动下,这些其他突破性技术经历了漫长的改进和广泛使用之旅。首先,打印机将变得更加可靠和快速。其次,3D 打印机的规模将扩大,从而支持更大的项目。因此,很可能在一年内我们将开始看到打印机能够打印多达五层甚至六层的建筑物。第三,将开发新的用例,例如,更加关注商业建筑和结构,而不仅仅是住宅,3DCP 技术可以解决其中总成本的更大份额。

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