混凝土在建筑里用量大、用得也广。3D 打印建筑材料其实就是 3D 打印混凝土,这是在 3D 打印技术上发展出来的新技术,专门用在水泥基材料上。它主要是这样工作的:把准备好的水泥浆体通过一个挤出的装置,在三维软件的控制下,按照事先设置好的打印程序,从喷嘴挤出来进行打印。
传统的建筑行业要用好多劳动力,混凝土灌浆的时候费好多能源和材料,效率还低,施工的时候也挺危险的。现在水泥行业产生的碳排放量差不多占全球碳排放总量的 5% 呢。不过要是用 3D 打印技术,能节省 35% 到 60% 的混凝土,它既有自密实混凝土不用捣振的好处,又有喷射混凝土方便制造复杂构件的优点。所以建筑材料的 3D 打印会是建筑行业以后转型发展的一个重要方向。
这几年,预制件混凝土装配式建筑很受欢迎。因为装配式建筑有好多工作不在施工现场做,这样能大大节省施工时间,还能改善建筑工地的环境。新加坡政府打算用 3D 打印加上装配式建筑来搞未来公共住房的建设工程,这样就能把装配式建筑和 3D 打印的优点都结合起来。和传统的施工工艺比起来,3D 打印在建筑行业的好多环节里,有速度更快、更安全、更自动化、劳动力用得更少的前景。建筑行业里大多数 3D 打印系统都是基于龙门结构的,这种结构只能打印和龙门一样大的东西。用机械手臂当打印喷嘴能在一定程度上解决成品尺寸的问题,但还是会受到手臂长度的限制。现在有一个解决办法,就是打印小一点的部件,然后把它们组装在一起,不过这样会让建筑变得更复杂。