虽然3D打印房子的安全性以及保暖、防潮等性能还需要接受时间的检验，但是3D打印可以加快工期，通过读取建筑物的数字化模型来实现自动化房屋建造的方式，无疑将为建筑业实现降本、环保和实现颠覆性的建筑结构开辟了一条全新的道路。
近日，ASTM国际获得美国商务部国家标准与技术研究院 (NIST) 的资助，用于制定指导和采用建筑行业先进制造技术的路线图。
3D打印建筑的技术逻辑
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路线图的价值
根据3D科学谷，3D打印技术可以让建筑结构颠覆传统建筑的理念。不同于传统直线形的建筑，3D打印能够创建曲线形的建筑物。通过3D打印技术打造建筑结构的方式被称为“轮廓工艺”，原理其他3D打印机类似，通过挤出机将材料一层层打印出来，但是拥有更庞大的体积。轮廓工艺可以3D打印出房子的外墙，并且可以铺设混凝土层，流出水、电、气管道所需的空间。通过3D打印的轮廓工艺可以实现建筑中的空心结构，该方法比传统方法需要消耗的建筑材料更少。
ASTM获得的这笔总计近 30 万美元的资金将用于制定路线图，旨在将建筑和制造业以及先进制造业的各个方面结合起来，包括：
- 3D打印-增材制造;
- 机器人和自动化；
- 大数据分析；
- 人工智能
根据ASTM 全球先进制造项目副总裁 Mohsen Seifi 博士，ASTM 国际非常感谢这一奖项以及开展这项工作的机会，这一路线图将在建筑行业产生重大影响。通过 ASTM 增材制造卓越中心 (AM CoE) 和 Wohlers Associates（属于ASTM国际），基于ASTM 在工业 4.0 相关主题方面的可靠记录，ASTM具有领导该项目的独特优势。
© ASTM
ASTM制定的建筑先进制造路线图将确定发展目标并确定优先级，这些目标将加速和发展潜在的先进制造技术。
这是NIST美国国家标准与技术研究院通过其先进制造路线图计划 (MfgTech) 在 2022 年授予的第二轮奖项。该计划旨在为具有潜在和关键利益的先进制造领域的制造技术路线图的开发提供资金。
除了ASTM 国际，资金还授予了其他六个组织，包括爱迪生焊接研究所、休斯顿大学和凯斯西储大学等。这些项目旨在通过各利益相关者之间的联合合作来减少技术采用障碍。
响应AM Forward计划
响应白宫AM Forward（增材制造前进计划）计划，NIST最近还授予研究组织近 400 万美元以支持3D打印测量科学研究。
根据NIST，美国可以在增材制造的测量和国际标准方面发挥主导作用，这将有助于加速采用这些重要的3D打印技术，为了在全球竞争，美国需要投资于这样的项目，通过将在工业界、学术界和政府领域的最优秀人才聚集在一起，以解决重要的技术挑战。
通过这些拨款，NIST正在促进行业解决采用增材制造的障碍，包括支持基于等效的资格和基于模型的资格的测量科学、AM增材制造材料的表征以及支持一致数据交换/表征新标准的标准AM增材制造生产系统的进步。
根据3D科学谷的市场观察，在白宫AM Forward增材制造前进计划的支持下，美国正在汇聚优质的科研、企业（大型企业及中小企业）、公共部门资源，建立起以数据为基石、算法为竞争力的增材制造发展战略。更重要的是，这种资源的汇聚是开放、跨国界的，美国在积极地发挥自身的影响力，从全球范围内吸引优质的创新力量，赋能其本国的制造业振兴计划。
大数据与人工智能
为什么ASTM的建筑先进制造的路线图中，大数据和人工智能将在建筑的先进制造领域发挥作用？根据3D科学谷的市场观察，这是因为3D打印更加符合五维建筑信息模型（5D BIM）的发展趋势，五维建筑信息模型（5D BIM）的概念是在3D建筑信息模型基础上，融入“时间进度信息”与“成本造价信息”，形成由3D模型+ 1D进度+ 1D造价的五维建筑信息模型。也就是说5D BIM集成了工程量信息、工程进度信息、工程造价信息，不仅能统计工程量，还能将建筑构件的3D模型与施工进度的各种工作（WBS）相链接，动态地模拟施工变化过程，实施进度控制和成本造价的实时监控。
据法国知名建筑公司圣戈班集团统计，3D打印技术可以为企业节省大约60%的劳动时间和80%的劳动力。通过3D打印技术，还可实现建造过程的结构优化，有效控制建筑废料的产生，降低对环境的影响。设计师利用3D打印技术还可实现更为复杂的设计理念，有助于建筑设计更富创造性。
3D打印建筑市场潜力巨大，据联合国人类住区规划署（人居署）数据显示，到2030年全球大约将有30亿人需要改善住房环境，这意味着每天全球需要新建9.6万套住房。面对巨大的市场需求，迫切需要一种成本更低、建筑效率更高、安全性更强的建筑模式。据专业机构报告显示，全球3D打印建筑市场规模到2027年将达到5.21亿美元，年复合增长率接近25%。欧洲数字建筑领域专家格蕾丝·爱丽丝表示，3D打印建筑技术正以日新月异的速度发展，将带动建筑领域的自动化和数字化，为当前住房短缺和劳动力紧缺的全球性难题提供解决方案。
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