文章转自公众号：FabUnion

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3D打印，不久以前的曾经还是一个充满未来感科技感神秘感的词汇，如今已经成为一个在我们身边出现频率极高的热门的话题。无数人在宣传着3D打印的概念，甚至日前国家工信部发布的《产业关键共性技术发展指南(2015年)》中，3D打印都被列入其中。然而3D打印到底是什么？为什么会受到如此追捧与重视？

简单而又复杂——3D打印到底是什么？

3D打印的概念并不复杂，就如同它的字面意思一样，是一种三维成型技术。百度词条对3D打印的描述是：“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的技术”。然而随着打印方式的不断革新，逐层打印的方式已经不是3D打印的唯一选择，所以这种定义已经不一定准确。但就目前来说，逐层累积依然是最常见最普及最成熟的一种三维打印方式，而且很可能在很长一段时间内，这种方式依然占据主流。

上图对3D打印工作原理和几种典型打印方式做了描述，典型的3D打印工作原理即将需要打印物体的电子模型进行切片处理，依据打印方式和精度要求的不同，切片厚度可以从0.01mm到几毫米，然后以平面成形的方式将每一层成形然后叠加成为三维形体，其实简单来说，就是线成面，面成体的一个过程。图中列举的四种典型3D打印方式基本概括了目前已有的95%以上的3D打印方式：

线型挤出：这是最常见的3D打印方式，将熔融的热熔型材料挤出，以线型的方式勾勒出每层的形状。通常打印材料有塑料，部分金属也可以用这种方式打印。打印精度通常在0.1mm到1mm之间。由于打印精度限制，这种打印方式产生的结果往往有明显的水平条纹。

粉末烧结：这种三维打印方式将粉末状的打印材料使用激光进行选择性的烧结成形的打印方式，其优势在于打印精度高，能达到小数点后两位级别的精度，且能加工的材料更多样，特别是对于金属材料。而缺点在于无论是设备成本还是材料成本都远高于线型挤出的打印方式，切能打印的物体的尺寸大小也比较有限。

层压：这种方式是使用薄片型的材料修剪掉不需要的部分然后逐层叠加进行三维成型。这是一种较少见的3D打印方式，多用来用纸或薄金属片为材料，特别适合以纸为材料,配合打印同步上色，可以形成非常精致的彩色打印效果。

光敏成型：这种方式是使用特定的光对液态的光敏材料进行逐层扫描成型的打印方式，其特点就是打印精度极高，打印结果几乎看不到任何水平条纹，浑然一体，且打印速度较其他的打印方式要快不少。而缺点依然是材料与设备成本很高。

以上便是目前最常见的四种打印方式，然而只是目前最常见的，而并不是全部的，3D打印的魅力就在于它拥有无穷多的可能性。

3D打印只能是塑料和金属吗？

岩石打印

by Gramazio&Kohler研究团队

这是Gramazio&Kohler研究团队在芝加哥建筑双年展上展出的一个项目，其目的在于用易于获取、无加工并且可回收的颗粒材料进行3D打印，研究团队选择了石块作为打印材料。这是超乎想象的选择，岩石也能成为三维打印的材料？然而Gramazio&Kohler研究团队做到了这一点。

这种岩石打印的方式类似于激光烧结成形，每铺一层石块，则机械臂按照经过特殊设计的路径铺设一层绳索，如此层层叠加形成形体。石块可以看做打印粉末，而每层叠加的绳索则是用来固定粉末的激光。

值得一提的是，这个岩石打印结果表面还并不是那么牢固，如果用手去碰它，表面还是会有岩石落下，但其内部是非常牢固的，从其将近6米的打印高度就可以看出。

更可贵的是，这种打印不需要任何粘结材料，所有的石块和绳索都可以回收，这意味着这种打印是一种没有任何材料损耗增材建造方式，这一点给这种打印方式带来了极大的加分。

研究团队将针对这一打印方式进行数年的进一步研究，相信这一方式能表现出更大的应用价值。

玻璃打印

by MIT Media Lab

玻璃可以被浇铸，塑造，吹制，电镀，烧结以及目前的3D打印。Neri Oxman和她的MediatedMatter Group团队刚刚推出了其新的玻璃印刷平台——G3DP：光学透明玻璃制造。这是一个在麻省理工的与玻璃实验室合作的项目，G3DP是其中的一种，它可以3D打印出惊人的精度。

“G3DP是一个为打印光学透明玻璃而设计的制造平台”Oxman说，“几何的可协调性和形式、透明度、颜色带来的光学变化，限制或控制光的透射、反射和折射，这些可以给玻璃带来很多重要的含义：空气动力学建筑立面对太阳能的采集的优化，几何定制和厚度变化的照明设备等。

“我们已经对如何将这个技术运用到生产建筑体系的玻璃构件这一问题付出了初步的努力。”Mediated Matter说，“三维打印的优点是在扩展的设计空间，实现定制的能力，以及实现设计复杂性。玻璃可以设计成一个更复杂的方式，穿过每个构件的横截面，这既可以实现内部的复杂性，也可以合理分配的水，空气和其他生物介质。”

一系列的玻璃打印成果将在2016年，史密森博物馆展出。

陶土打印

by 同济大学建筑与城市规划学院数字设计研究中心

这一项目展现了传统陶土加工工艺与机器人数字建造技术结合的新方式——陶土打印技术。将所有的传统手工陶土挤出方式转化成机器人动作，机器人能够更精确、敏捷和持续的完成这些动作。

使用传统的条状陶土挤出作为基础语言，盘绕技术可以实现不同的编织和堆叠方式。六轴工业机器人对运动速度，挤出速度，挤出尺寸等方面的精确控制也使得材料得到更多样更精准的表现。通过机器人陶土打印技术，可以创造了传统手工艺无法创造的表现形式和尺度，最终打印成品达到4m高，挑战了陶土材料的结构性和表现形式，赋予传统陶土技术新的生命力。

该项目已在2015DADA“数字工厂”展览上展出。

3D打印一定是层层累积吗？

Mesh Mould

by Gramazio&Kohler研究团队

层层累积是3D打印的一个重要方式，然而这也是3D打印受人诟病的最大缺点“慢”的本质原因。想让3D打印快起来，突破这种层层叠叠的打印方式才是从本质上解决问题的关键。这一项目的目的首先即是改变层叠堆积的打印方式，利用材料本身的强度进行自支撑，用一种网格编织的方式将形体打印出来。

这一打印技术在几天内就可以形成这样长度达到十米的装置。而用传统堆叠打印的方式，这个尺寸的物体完全打印所需要的时间是无法想象的。

3D打印只能打印小尺度的物体吗？

巨型三维打印机BIG WELTA

by WASP Italy

世界先进节能项目(英文简称WASP)准备推出Big Delta，据说它是世界上最大的delta式打印机。这个高达12米的大家伙被建造出来的目的是通过使用当地材料和尽可能少的能源建造出几乎零成本的房屋，为受灾地区提供快速而廉价的救济，满足未来因人口迅速增长而激增的房屋需求。

去年，该公司展出一个4.5米高的打印机，它能处理简单且高度灵活的材料，比如泥巴、黏土或天然纤维。现在，这家公司甚至打造出更高的3D打印机，这个高12米的3D打印机被称作Big Delta。它由一个直径6米的坚固金属架支撑，其旋转喷嘴同时具备搅拌机的功能，可均匀地打印材料，据说它工作只需十几瓦功率。它可以使用多种材料，从泥土到陶土，且都能用少量化学添加剂在结构上进行加固。

由于3D打印房屋在形状、尺寸和材料选择上有很大弹性，因此它的潜力远不止满足发展中国家灾区的需求。事实上，WASP表示撒丁岛南部海岸Iglesias镇已经表现出对Big Delta的兴趣，近期这里拥有第一个用打印机建造出来的住房单元。近期，Big Delta将在意大利拉齐奥区Rieti展出。

实际上，3D打印所蕴藏的潜力远不止如此，无论是打印材料还是打印形式还是与其他工艺结合运用，3D打印所能展现出的能力将远远超过我们的认知与想象，这也是3D打印能吸引如此高关注度的根本原因。

张立名 同济大学建筑与城市规划学院硕士研究生

图文部分来源或译自网络：

http://www.vimeo.com/

http://www.dezeen.com/2015/10/13/mit-eth-zurich-research-lab-rock-print-installation-structure-string-robot-chicago-architecture-biennial-2015/

http://jandan.net/2015/09/22/3d-printer-housing.html

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【本文转载自疯人建筑师，cbec强烈推荐~】

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