被称为推动“第三次工业革命”重要力量的3D打印技术，最近因为万科董事局主席王石的一席公开发言，再次被国内聚焦。“三年后在万科建筑研究中心出现用3D打印机建房子一点也不奇怪。”王石表示，3D打印建筑在万科看来并非遥不可及，也是将来万科住宅生产方式的升级方向。作为行业大佬，王石此言一出，让不少业内人士惊觉，3D打印建筑真的要来了吗？
 
对此，记者通过走访了解发现，目前无论是国内还是国外，3D打印建筑都还停留在实验室阶段，国内3D打印企业在建筑领域的应用也大多是制造建筑模型，鲜有实体建筑的案例。“随着关键技术研究的突破，用3D打印机建房子的案例将逐渐出现，但是离成熟化、产业化发展还有相当的距离。”中国3D打印技术产业联盟顾问、南京师范大学电气与自动化工程学院副院长杨继全在接受《中国建设报·中国住房》记者采访时表示，相比起传统建造方式，使用3D打印技术造房子有诸多优势，但在设计体系、成型材料、制造设备、相关标准等方面依然面临着不少挑战。
 
从“制造”到“创造”
 
“3D打印的好处就是可以将计算机中的设计精确转化为实体，甚至直接制造零件或模具，一次成型整体样件。也就是说，可以大大节省把设计转化成模型的时间和金钱。”杭州铭展网络科技有限公司CEO金涛告诉记者，传统的成品模型都是通过机械切割、手工等方式制造，在精度和表现形式上有一定局限性，而使用3D打印机，不管多么复杂的设计模型，只要有相关的三维数据，3D打印机都可以精确地制造出来，而且速度要快很多。
 
据了解，“3D打印”学名为“快速成型技术”，也称为“增材制造技术”，是一种不再需要传统刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状，根据零件或物体的三维模型数据通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。该技术近几年颇受国内关注，金涛所在的铭展公司成立于2009年，是国内最早从事3D打印服务的公司之一，目前销售业绩已过千万元。
 
只要一台打印机，从设计到制造就可以一步完成。金涛介绍，使用者只要把产品的三维数据文件存储到3D打印机中，然后操作3D打印机执行打印命令，打印机就直接打印出想要的样品。“这不仅大大降低了制造的门槛和时间周期，同时也能够更好地满足消费者个性化、定制化的需求。”他认为，由于定制化市场得到激发，一些新的商业模式也随之产生，建筑师可以利用在线定制的方式更活跃地参与到行业设计中，这将给建筑设计带来更大的创意和施展空间。
 
不仅如此，3D打印还将因此更深刻地改变我们的生活。有专家指出，传统的制造方式依靠规模生产降低成本，但绝大多数的需求并不需要规模生产，过去只能由手工制作或归为奢侈品来满足。“从3D打印的技术原理来看，设计师设计的任何复杂的、高难度的、传统制造方式不能生产的产品，利用3D打印都可以轻松地打印出来。但是，传统制造业所擅长的批量化生产，恰恰是3D打印的短板。比较来看，3D打印技术擅长解决个性化、复杂化、高难度的生产技术，而传统制造业则擅长的是批量化和规模化，彼此之间优劣态势正好形成互补关系。”中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军如此认为。
 
从“模型”到“实体”
 
具体到建筑领域，虽然目前国内3D打印还只能制造模型，但3D打印实体建筑领域的优势却不容小觑。杨继全告诉记者，3D打印自由成型的特性，让建筑师在设计时能够突破常规，解放思想，更有助于实现建筑与艺术的融合。且由于3D打印建筑可以一次性整体成型，相比起传统建筑由成千上万个砖、混凝土、钢筋等多个“零件”拼接而成，3D打印建筑的强度和抗震性能都得到极大提高。而和传统建筑相同的强度下，3D建筑还可以通过优化结构的方式节省材料，从而实现降低成本。
 
“我们做过实验，采用3D打印建筑比传统建筑方式至少可以节省30%以上的材料。在节省材料的同时，内部结构还可以根据需求结合声学、力学等原理做到最优化，所以它的壁厚可以做得很薄，现在常规的建筑一般是24厘米宽度，打印建筑可以做到18厘米甚至更薄，同时强度和保温性能丝毫不会减弱”。
 
既然3D打印拥有许多传统建造方式不具备的优势，那么目前在实体建筑打印方面还有哪些难题呢？
 
“首当其冲的是建筑设计的变革，”杨继全认为，传统的建筑设计更多是面向功能及施工工艺的要求去做，但是3D打印的设计就完全不同，3D打印建筑的材料大部分是特种混凝土，很难有钢筋、石材，这就要求在设计时要考虑材料的特性。并且由于3D打印施工是用喷头或者立体喷头输送材料，设计还要符合受力和机器成型的特点。除此之外舒适性、安全性以及相关建筑标准等问题也不容忽视，因此目前现有的建筑设计系统几乎都不能直接搬来运用，必须要重新建立一套符合3D打印要求的建筑设计体系。
 
其次在建造设备方面，国内外目前也没有成熟的商品可以使用。“建筑打印需要精度与自动化，相当于是把现在的自动机床和建筑机械结合起来，实现建筑打印的‘机器手’。这对于我国的制造工业，尤其是大型机床的制造工业是个很大的挑战，目前还是空白”。
 
“最后，在建筑材料方面3D打印的要求也非常高。”杨继全表示，3D打印的速度很快，对材料凝固时间要求非常短，传统的建筑材料难以满足需求，需要专门研究开发，目前还只限于在实验室中使用。