3D打印，改变建筑

理论上，3D打印技术可以解决一切建筑建造技术问题，使建筑设计和建造走向无限自由。

何为3D打印？

3D打印是快速成型技术的一种，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体，形成“数字化制造”。

与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

1993年，Chuck Hull发明了第一台3D打印机，30年过去了，随着3D打印技术的变革及商业化的发展，3D打印机已不再是设计师和科学家的专属机器，它已经从实验室和工厂逐渐走出来，走进学校和家庭，走进普通人的生活。

3D打印遍布生活的每个角落

2012年26岁的Cody Wilson制作了第一个3D打印枪支的模型，名叫Liberator；2012年9月，MIT媒体实验室研究院AmitZoran打印出了能吹奏的长笛；2013年3月，3D打印机制作出来的衣服，走上了T台秀；今年1月，好时巧克力和一家3D打印公司建立合作，生产各种3D打印糖果……

除了较为普遍的食品加工、汽车、建筑、军事、工业生产等行业外，3D打印如今还涉及了更高精尖的领域。如航空航天、生物工程、纳米技术、克隆技术等。航空航天和医疗设备等高端市场中，3D打印产业已经获利。2013年，GE航空使用3D打印制造商用飞机引擎的喷油嘴，医疗器械公司Lima使用3D打印制造4万个多孔钛杯人造髋关节。制造商使用3-D打印技术制造成品，在2012年22亿美元的3D打印整体市场中，成品生产份额约占28%。

3D打印引发建筑业追捧热潮

3D打印的物件保罗万象，同样引发了建筑业追捧的热潮。3D打印房屋的概念吸引业内外的关注。

2012年1月，美国航天局（NASA）出资与美国南加州大学合作，最新研发出的“轮廓工艺”3D打印技术，“倾倒混凝土层在机器人铲子平整硬化混凝土的任何所需角度。其他的机器人功能将安装水管、电线、和其他设施的建筑建造”，Behrokh Khosnevis还表示，每隔20秒他就可以建立一个平方英尺的墙。24小时内就可以印出大约232平方米的两层楼房，并且单位面积的承重能力也是标准混凝土的三倍。

2013年1月，荷兰设计师Janjaap Ruijssenaars计划采用3D打印技术建造的房屋将在2014年建成。这座仿莫比乌斯环的3D打印房屋，力求“完成人力建造办不到的事”。

2013年1月，欧洲航天局已着手同建筑公司Forster+Parterners联手研发在月球打印一座空间站的项目。计划利用月球现成的土壤及其他材料通过3D打印技术将其制成建筑材料，进而完成空间站的建设。

2013年2月，英国设计师Softkill Design正着手使用3D打印技术建造大批量民用住房。这些房屋以骨骼架构为原型，以纤维尼龙为结构——制作所有的部件需要三个星期，组装起来则只需要一天。

2013年3月，荷兰公司DAS的建筑师建造了打印机，号称将建造“第一”的3D打印运河屋。今年1月，实现了3D打印运河屋组件的实际三维打印，预计将用三年时间完成组装印刷工艺。

2013年7月，中国3D打印创新中心正式启动，计划选择10个工业城市集中建设3D打印技术产业创新中心。预计三年左右，国内3D打印产值可能达到百亿元。

3D打印颠覆认知，改变建筑

3D打印机可分为个人级和企业级,随着级别的售价和所具有的功能各不相同，因此它们的目标受众就会有很大区别。个人级3D打印机适合个人，而企业级3D打印机则适合科研机构和大型企业。

前不久，Gartner公布了一份关于2012~2013年技术曲线成熟度（Hype Cycles）的报告。Gartner总结的技术成熟曲线分为五大阶段：创新触发期（Innovation Trigger），期望膨胀期（Peak of Inflated Expectations），泡沫化的谷底期（Trough of Disillusionment），稳步爬升的光明期（Slope of Enlightenment），实质生产的高峰期（Plateau of productivity）。

从图中可以看出，个人级3D打印技术正处于期望膨胀期，而企业级3D打印技术已经步入稳步爬升的光明期。近年来，随着3D打印材料的多样化发展以及打印技术的革新，企业级3D打印机正在发挥更大的作用。

放眼建筑业，3D打印呈现了生产方式从人、材、机逐步到关注材、机的构成，促使直接从事生产的劳动力将不断地快速下降，劳动力成本占总成本的比例会越来越小，并促使建筑设计和建造走向无限自由。

3D打印技术势必在建筑领域掀起一场划时代的革命。近几年建筑设计中引入了工业设计尤其是航空设计领域的参数设计技术，建筑设计与工业设计的界限已经没那么分明，设计建筑和设计手机本质上已没什么区别。相比之下，传统的建筑建造技术还缺乏与参数设计相匹配的手段。

建筑史在很大程度上是设计和建造技术史，技术手段往往决定了建筑的设计表达方式，也决定了建筑的空间形式，进而成为影响建筑观念和建筑美学的重要因素。理论上，3D打印技术可以解决一切建筑建造技术问题。但在实际建造中，由于建筑相对于其它工业产品具有较大尺度，相对于传统建造技术，3D打印技术的成本高昂，让3D打印技术还仅局限于使用在建筑模型的制作中。所以，3D打印技术在建筑领域的应用门槛关键在于成本问题，但相信这一门槛的跨越只是时间问题。正如万科王石所说，“3年之后，万科建研中心出现3D打印机在建房子一点儿也不奇怪。”

3D打印技术无疑将推动制造业的数字化发展，相信在3D打印的世界里，建筑师、工程师和建筑工人将借助科技之力，将建筑与3D打印结合，完成对自然的再造，建造更加美好的生活，有趣的未来。