图为 位于荷兰的世界上第一座3D打印混凝土桥梁。图片来源：《科学美国人》月刊官网

　　图为 3D打印建筑的未来蓝图。图片来源：Mega.online

　　位于马达加斯加的世界上第一所3D打印学校的渲染图。图片来源：世界经济论坛官网

　　在以运河闻名的荷兰，桥梁很常见。但有四座桥尤为奇特：每座长26英尺，且都是由一台大型3D打印机用混凝土制成的。这样建成的桥梁属世界首次，其在2017年10月17日在荷兰南部小镇海默特横空出世。

　　从桌面到建筑工地，3D打印作为技术革命的一部分，实现了将塑料和其他材料挤出并制成实心物体的目标。自2017年以来，美国、欧洲和亚洲的几家公司已经“打印”了公交车站候车亭和会议厅隔断，甚至是整个住宅。

　　而在未来，3D打印应用不仅限于建筑界，在教育、救灾、医疗等领域，技术造福人类的理念在3D打印上将被体现得淋漓尽致。

　　3D打印，建筑业的“多面手”

　　3D建筑打印机的工作原理很像家庭办公室的喷墨打印机，只不过它们吐出的不是墨水，而是混凝土。

　　喷嘴在轨道上来回运行，由计算机控制挤压模式，这样就可以在需要的地方精确地铺设一层一英寸厚的混凝土（或钢铁、或其他材料）。当缓慢移动的喷嘴到达其路径（最长可达100英尺）的末端时，这一层通常已经硬化，刚好可以在第一层的顶部再铺上一层。一层又一层，一面家庭所需的墙就被建造起来了。通过精确的沉积图案，喷嘴还可以为窗户、门、公用设施管道和其他设计及结构留出空间。

　　《科学美国人》报道称，3D打印建筑最明显的优点之一是速度快。建造一座500平方英尺（约46.45平方米）的单层住宅大约需要24小时的打印时间。

　　ICON公司是美国得克萨斯州一家专注于3D打印建筑的公司，其联合创始人兼首席执行官杰森·巴拉德表示：“3D打印机在建筑房子的同时，会考虑到其结构、隔热层、墙板、内外表面处理以及管道系统。”而在一般情况下，“这通常需要代表5、6个不同行业的20个人工作好几天的时间”。

　　此外，3D打印建筑也减少了浪费。

　　据报道，一个典型的住宅建筑工地会产生4吨左右的垃圾。由于常规楼板施工中使用的混凝土是均匀应用的，无论是否需要在特定区域进行结构支撑，它都会被浪费大约一半的量。这对环境的破坏尤为严重，因为水泥作为混凝土的主要成分，约占我们二氧化碳排放量的7%。相比之下，3D打印机可以非常精确地改变结构的厚度，只在真正需要的地方使用混凝土，这一过程被称为拓扑优化。

　　打印出来的结构具有数字化是3D打印的另一个优点。这意味着在电脑上呈现的设计可以直接转换成打印机的指令。这就省去了将设计转换成图纸的需要，进而减少不必要的错误和麻烦，从而节约成本、减少延误。

　　数字化还有一个额外的好处，那就是消除了设计创意的障碍。建筑师可以更低的成本提供订制或半订制设计，而无须费心培训他人来执行计划。

　　“打印机不在乎你想出了什么设计。”荷兰埃因霍温理工大学的结构工程师西奥·萨莱特说，他是印刷建筑的先驱，建造了荷兰的阿姆斯特丹大桥，“它不会因为你的原创而多收你的钱”。

　　技术仍处早期阶段

　　当然，《科学美国人》报道称，3D打印建筑的技术仍处于早期阶段，要扩大3D打印建筑的规模，需要在技术和监管方面做更多的工作。对于前者，从业者还没有找到一种从印刷机上加固混凝土的有效方法。在传统建筑中，这是通过铺设钢筋来完成的。

　　萨莱特认为，对于3D打印建筑最大的愿景是在将来有新的混凝土配方，或是新的可挤压材料，无须钢筋就足够坚固。例如，环氧树脂就是一个潜在的候选者，它是一种聚合物，目前用于制造建筑中的黏合剂和涂料。

　　制订3D打印房屋质量检查的指导方针和施工程序规则也需要敲定，萨莱特警告说，如果没有经验、粗心大意的建筑商接触到打印机，他们的建筑可能会有倒塌的危险。

　　如今，3D打印建筑是一件“不起眼的大事”，低调且低成本。