從摩天大樓和橋梁到可持續發展的住房，3D打印將改變建筑業。但是這些是遙遠的概念還是值得現在就投資的？讓我們一起來領略3D打印的現狀與發展趨勢。

從理想照進現實

先來看一下3D打印對施工的改變，首先施工現場是安靜的，沒有工作人員擺放工具或材料，沒有腳手架。相反，單個的機器人手臂通過精確的動作來回移動，以復雜的旋轉運動模式鋪設了混凝土的灰白色混合物。

起初，還看不清楚機器人在搭建什么，但隨著時間的推移，結構開始顯現出來。一天之后出現一幢房屋，這座建筑是完整的，是一幢具有螺旋槳形狀的單層住宅。

這個房子是第一次在24小時內完成的，今年早些時候由位于舊金山的初創公司Apis Cor在莫斯科附近的一個城鎮建成。而頗具商業價值的是，之前3D打印的建筑結構是相對昂貴的，并且局限在臨時性的使用范圍。 Apis Cor的突破打開了商業化的可行性，3D打印建筑可以與傳統建筑方法競爭。

還有更多，荷蘭企業MX3D正在使用MIG焊機和機器人手臂的組合來3D打印比以往任何時候更快更便宜的大型金屬結構。英國公司AI Build正在使用人工智能來提高3DP構建的速度和可靠性。而Cazza則表示將在迪拜快速建成世界首個3D打印的摩天大樓。

3D打印技術為建筑公司帶來了許多誘人的好處，承諾比傳統方法更便宜、更環保、更快。根據3D科學谷的了解，這在發展中國家可以產生深遠的影響。雖然挑戰仍然存在，但人工智能等技術正在幫助克服一些實際和法規上的障礙。

只用一臺機器在24個小時內建造一座房子顯然是邁向商業可行性目標的巨大一步。 Apis Cor已經做了詳細的商業化可行性分析。房子是一個38平方米的單層結構，成本為10,134美元，其中包括基礎、內部和外部構造，墻體保溫和窗戶。據該公司稱，這項技術與傳統的勞動和物料密集型方法相比，提升了70％的經濟性。

不過雖然很多企業都看好3D打印建筑的應用市場，并且還誕生了更多Apis Cor這樣的初創企業。但實際證明3D打印建筑結構的一個問題是建筑環境的不可預知性。通過3D打印工藝制造的建筑，需要機器人像人那樣對周圍環境有一定的判斷能力。

但是，現在AI Build將人工智能與機器人相結合起來，創造出能夠有效地看到他們正在打印什么并回應錯誤的機器。根據AI Build的聯合創始人兼首席執行官Da?han ?am，通過讓機器人能夠看到和感受到環境，讓他們能夠實時處理這些數據來做出決定。這是從盲目自動化到自主制造的范式轉變，使系統能夠抵抗施工現場或工廠車間里的不可預測的條件。

另外一家公司是意大利的WASP，通過12米高的大型框架式結構用來打印大型建筑物。核心部件是可移動噴嘴用來擠壓建筑材料，而建筑材料可以是任何致密的流體材料，如混凝土或粘土和泥漿。

使用粘土和泥漿來作為3D打印材料是很重要的，因為這直接降低了成本。而3D打印設備本身的能量來自于太陽能，這進一步3D打印建筑具備了脫離電網的遠程工作優勢。雖然3D打印設備很大，但設備的設計是模塊化并易于運輸的，可以在現場通過兩個人來進行架設。

WASP已經成功地使用泥漿和混凝土打印了第一個大型建筑。該團隊發現，在夏季，在最佳天氣條件下建造一座滿屋需要一個星期的時間。WASP的大三角黃蜂3D打印設備已商業化。交貨方式是運輸集裝箱，包括大三角黃蜂和一系列較小的3D打印機，用戶不僅可以自己3D打印房子，還可以打印其他的物品。

此外，3DP建筑領域的教父Enrico Dini也在進行一系列的商業化動作。 Dini自己的3D打印機D-Shape今年早些時候在馬德里建造了世界上第一個3D打印橋梁。這是由Catalonia高級建筑研究所用混凝土3D打印的12公尺的步行橋，這個橋已經被安放在公園內。

除了橋梁的3D打印，Dini還有很多3D打印建筑項目訂單，其中包括為2020年迪拜世博會建造一個“超級標志性建筑”。他還與一家位于倫敦的大型建筑公司合作，完成了3D打印建筑的全部開發工作。

看起來，3D打印建筑的興起是不可避免的。現在的問題可能不太關乎什么時候實現，而應該如何使用這項技術。對于像Apis Cor和WASP這樣的公司來說，目標是用于快速建造經濟實惠的住房。但是對于其他人來說，尤其是MX3D的聯合創始人Tim Geurtjens，使用3D打印技術來建造廉價的房屋，這并不是他們的市場定位。

Geurtjens的MIG焊接機器人目前正在阿姆斯特丹3D打印一條穿過運河的鋼橋。他在大規模生產方面，他認為3D打印建筑的技術應該是尋求合作而不是統治市場。他將未來視為和諧的新舊技術配合的局面-，生產線工廠采用3D打印機來制造建筑零件，或在需要定制的建筑物的某些部位上添置3D打印機器人，對傳統的建筑工藝進行補充。

建筑的美感由于人工逐漸變得昂貴而成為一門奢侈的工藝，而對于進行3D打印工作的機器人來說，復雜的事情并不增加額外的成本。從這個角度來看，建筑世界的美學可以改變很多。或許，很快，3D打印成為建筑領域實現美感的一種重要手段。

來源：3D科學谷