适用于3D打印的建筑材料探析
适用于 3D 打印的建筑材料探析
引言
在上世纪 80 年代，美国人发明了让人叹为观止的 3D 打印技术。随着该技术在全球范围的推
广，许多国家都凭借这项技术创造出巨大的经济效益。3D “打印技术被认为是 第三次工业革
”命 的技术代表，到目前为止，该技术在众多领域的应用均较为广泛，然而在建筑领域确是崭
露头角，究其原因，发现最主要的原因是目前适用于当前技术的建筑材料种类太少，而材料又
是决定 3D 打印技术发展的基础，因此，如何突破材料对 3D 打印技术制约的瓶颈，以推动 3D
打印材料发展显得至关重要。
本文在查阅大量文献的基础上，分别从 3D 打印技术的概念、建筑材料的选用等方面进行介
绍，以 3D 打印技术为出发点，介绍 3D 打印在建筑材料领域的发展现状，并结合对 3D 打印建
筑材料的认识与存在的问题，展望 3D 打印技术在建筑材料领域未来的前景与研究趋势。
1 3D 打印技术简介（3D printing technology）
3D 打印技术不同于传统的打印技术，在该技术中往往以数字模型文件作为它的基础，运用粉
末状金属或塑料等可粘合材料，通过喷嘴将材料挤出，经过逐层打印的方式来构造物体。之所
以称其为 3D 打印，是因为其参照了打印机的技术原理，加工过程与传统的喷墨打印十分相
似。与传统打印不同的是，传统打印机用打印油墨实现打印，而 3D 打印用的是真正的各种原
材料。
3D 打印最早于 20 世纪 90 年代中期出现，但由于技术和成本的影响，这一技术并没有取得长
足的进步和发展。随着科技水平的不断提高，时代变迁和发展，边缘技术的完善，3D 技术取
得了明显的进步，从新世纪伊始，我国 3D 打印的专利数量快速增长，表明我国的 3D 打印技
术正处于极具前景的快速发展时期。目前，我国的 3D 打印技术虽然学术水平较高，但存在应
用较少的问题，原材料的制约是限制 3D 打印产业化发展的一重要原因。
2 适 用于 3D 打印的建筑材料 （Building materialsfor 3D printing）
建筑业发展至今，所应用到的建筑材料有成千上万种，但是适用于 3D 打印技术的建筑材料却
屈指可数。目前 3D 打印建筑所采用的材料还不成熟，结合国内外现状，荷兰通过实验研究发
现，塑料和树脂类材料可以应用于 3D 打印机上；美国则在选用 3D 打印材料上，将目光投向
了树脂砂浆类，粘土类和混凝土类等材料，通过一定的技术处理也成功的应用在了 3D 打印机
上[1].我国最典型的应用是在上海，选择建筑废料作为材料，通过一系列技术加工，粉碎磨
“ ”细，加纤维、水泥及有机粘合剂等，做成 油墨 , 从而应用于 3D 打印机上。
2.1 GRG 材料
所谓GRG 材料[2], 这里指的是通过采用GRG 专用石膏，也就是人们常说的超细结晶石膏为基
料，将具有专用连续刚性的增强玻璃纤维和它混合制成的产品材料，这种材料目前主要专注于
制作异形产品。具有不变形、质量轻、强度高、会呼吸、防火、环保、声学效果好、加工周期
短等特点。一般应用于剧院、报告厅、会展中心、体育场等工程项目，上海世博中心2600 人
大会堂就是通过这种 GRG 产品建造的。
2.2 混凝土类材料
通过将国内外现状作对比，发现混凝土类材料无论是在传统建筑生产还是新型 3D 技术领域
里，都是主要使用材料之一。由于混凝土类材料具有较高的可塑性，在打印过程中无需支模，
其工作过程是在电脑控制下将配置好的混凝土通过喷头挤出进行打印得到混凝土构件。目前，
“ ”混凝土类材料结合 轮廓工艺, 在3D 打印建筑领域得到较多的应用。
摘要：
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适用于3D打印的建筑材料探析 引言在上世纪80年代，美国人发明了让人叹为观止的3D打印技术。随着该技术在全球范围的推广，许多国家都凭借这项技术创造出巨大的经济效益。3D“打印技术被认为是第三次工业革”命的技术代表，到目前为止，该技术在众多领域的应用均较为广泛，然而在建筑领域确是崭露头角，究其原因，发现最主要的原因是目前适用于当前技术的建筑材料种类太少，而材料又是决定3D打印技术发展的基础，因此，如何突破材料对3D打印技术制约的瓶颈，以推动3D打印材料发展显得至关重要。本文在查阅大量文献的基础上，分别从3D打印技术的概念、建筑材料的选用等方面进行介绍，以3D打印技术为出发点，介绍3D打印在建筑材...
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