施工技术论文：3D打印技术在土木工程中的应用展望

　　施工技术论文：3D打印技术在土木工程中的应用展望

　　摘要：随着我国经济实力的不断增强，科技创新的步伐也越来越快，大量的高科技产品在土木工程中的应用也越来越广泛，如今，3D技术的出现更是为实现土木工程的便捷化提供了强有力的技术支撑。众所周知，3D技术作为科学技术界的新宠儿，得到了空前的发展，在许许多多的领域中都被视作可以节约生产时间和生产成本，简化制作材料制作过程的强有力武器。本文就以土木工程为其中一例，深入探讨和分3D打印技术在土木工程中的应用，希望通过以下分析，可以让人们意识到3D打印技术在土木工程中的巨大的应用潜力，并善用3D打印技术，以求可以在一定程度上科学而有效的发挥3D打印技术的重要作用，为我国土木工程的长远健康发展做出重要贡献。

　　关键词：3D打印技术，土木工程，技术应用

　　首台3D打印机在土木工程中的应用

　　首台大型的3D建筑打印机是由科学家EnricoDini发明，该机器的特点是可以利用打

　　印机上的上百个喷嘴，在建筑物上喷涂不同的化学材料，并通过化学反应，将各种材料按不同比例合成石质的固体，再通过粘合物与沙土的结合，打印出最终的石质建筑物成品。这台3D建筑打印机在建筑物的打印制作过程中，完全由电脑操作，有效的节约了人力物力，并消除了建筑误差，而且在建筑材料上更优于传统的混凝土材料。

　　二、3D打印技术的特点

　　（1）制作精度高：制作精度高是3D打印技术的一个首要特点，我们都知道，在保证打印机质量和喷涂材料的前提下，传统的平面打印可以将电脑材料进行高度还原，这也是为什么平面打印可以被人们接受的原因。因此，3D打印技术在刚刚诞生的阶段，其制作精度高的特点便成了其独有的特点。在计算机的精确计算和操作下，3D打印机可以按照既定的模型进行360度全方位无死角的打印工作，甚至可以将最为小巧的手表零件打印出来，这可以说是3D打印技术制作精度高的重要表现。

　　（2）制作周期短：同制作精度高一样，制作周期短也是3D打印技术的重要特点，同传统平面打印被人们接受的理由一样，3D打印技术的制作周期相对较短，因为是在计算机控制之下，而且不同配比的喷涂材料发生的化学反应的用时很短，所以可以在最短时间内将合成材料堆砌或拼接成我们想要的模样。

　　（3）可以进行个性化定制：如今，随着互联网对我们生活的影响越来越深入和广泛，个性化定制服务也成为了企业长远发展的重要手段。3D打印技术的诞生，在某种意义上可以说是有效的推动了个性化定制服务向更人性化、更个性化和更便捷化的方向发展。人的想象力是无穷的，而3D打印技术可以在最短的时间内满足人们的想象要求。这是3D打印技术拥有广泛应用前景和无穷发展动力的重要保障。

　　（4）制作材料的多样性：上文中提到，由于3D打印机是通过配比不同的材料进而合成新型的材料，因此制作材料也是多种多样，而且随着3D打印技术的不断发展，新型材料的应用范围也将更加广泛。

　　（5）节约成本：例如3D建筑打印机在土木工程中的应用一样，传统的土木工程建筑是一项巨大的工程，需要多个部门的协同配合，加上各种各样的建筑机器才能顺利的完成。而3D建筑打印机的应用可以精简甚至取代这个过程，随着3D打印技术的不断发展，我们可以想象由一台3D打印机便可以完成一栋大型建筑物的整个建筑工作，制作过程的不断简化带来的，自然是建筑成本上的节约。

　　三、3D 打印技术在工程建筑模型中的初步应用：

　　（1）绿色、低碳、环保，设备噪音小：随着世界人民环保意识的不断增强，新型技术

　　在其诞生之日其便需要具有绿色、低碳、环保的先天优势。3D打印技术无论是在各行各业中，都可以充分的利用生产材料，做到零排放。同时，3D打印机因为不需要各种大型的机器互相协作，也没有很大的噪音，所以极大的减少了噪声污染，进一步提高了人们的生活质量。

　　（2）不需要大量的建筑生产部门，在很大程度上节约了人力物力，并且提高了建筑精

　　度，提升了建筑效率：3D打印机就例如我们现在熟知的平面打印一样，所以传统平面打印所具备的特点，3D打印技术都完全具备，其诞生的意义在于在很大程度上节约了人力物力，并且由计算机操作的打印机比人工操作更加精准和快速。

　　（3）其合成的建筑材料同传统混凝土材料相比质地较轻且强度更高：传统的建筑材料通常都是质地较重的，而且强度不够，但3D打印技术可以通过各种材料的精确配比，生产出质地更轻，强度更高的新型材料，也更利于大型建筑物的拼接和改造。

　　四、3D 打印技术在土木工程应用中遇到的问题：

　　（1）目前，3D打印技术还处在起步阶段，因此还无法打印大型的建筑物，而只能通过局部打印，整体拼接的方式完成建筑物的打印制作工作，如果想要打印更大的建筑物，那么对于3D建筑打印机的大小、稳定性的要求都会更高。

　　（2）3D打印技术在动态形状上处理仍有较大的进步空间。

　　（3）3D打印技术作为一种新兴科技，带有一定的安全问题，尤其是在土木工程建筑中，房屋建筑的坚固性问题和抗震性、抗撞击性问题一直是3D打印技术无法大规模应用到土木工程中的一个重要的阻碍。

　　五、3D 打印技术在土木工程应用中的展望

　　（1）材料多见，种类繁多，技术应用范围更加广泛：首先，我们如今经常见到的建筑材料会被由树脂材料、特种水泥材料甚至是镁质胶凝材料替代，质地更轻，但强度更大，同时环保性也更好。其次，材料之间的不同配比可以产生不同的新型材料，并且可以根据实际需求，合理的利用这些材料。最后，建筑材料不仅可以保留其一定的固体形态，还能具有一定的流变性，在土木建筑建造过程中更利于筑体之间的拼接和结合。

　　（2）可以完成复杂的设计结构，例如曲面建筑结构等：由于人民生活水平的提高，人们对房屋建筑的要求也越来越高。因此，建筑设计师们更加注重设计的复杂化和个性化，但是由于传统建筑工艺的限制，一些复杂的设计结构只能是设计师们在纸上的空想，无法付诸现实。3D打印技术的诞生可以很好的解决这个问题，建筑设计师只要将自己想要的建筑模型输入电脑，3D打印机就可以完成其复杂的设计机构，且制作效果更加美观和逼真。

　　结语：通过以上对3D技术在土木工程中的应用说明可知，3D打印技术的应用前景十分广阔，在土木工程建设中也占据着很重要的位置。我国正处在经济、科技和文化飞速发展的时期，为使我国紧跟时代步伐，屹立于世界民族之林，也为了使我国的土木工程建设技术更上一层楼，土木工程建设人员应对 3D打印技术给予高度的关注，重视3D 打印技术的重要作用，加强对3D打印技术的研究和开发，合理的利用3D打印技术的各个优点并有效的规避其潜在的风险，以此来促进我国的土木工程建设事业。有人说，3D打印技术可能标志着下一次工业革命的到来，这并不是无稽之谈，在世界资源日益枯竭的今天，3D打印技术可以在一定程度上改变传统的产品制作方法，我国作为世界第一生产大国，3D打印技术的应用更可以有效的促进我国的经济发展

　　参考文献：

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