评论:3D打印可以提供更好的建筑

根据行业预测，到2030年，全球建筑业的总价值将增长85%，达到15.5万亿美元*。尽管前景乐观，但建筑公司目前正受到几个大趋势的影响，每一个趋势都给该行业带来了重大挑战。

首先，现有的劳动力短缺(包括熟练劳动力和非熟练劳动力)似乎将变得更加严重。在2021年为ABB进行的一项研究中，90%的建筑企业预计到2030年将出现技能危机。

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其次，提高可持续性和支持循环经济的压力将意味着对建筑过程的各个方面进行全面改革，以及建造在其整个生命周期内更节能的建筑。

第三，人们越来越多地寻求能够轻松定制的住房解决方案，以满足他们的需求，就像汽车和许多消费品一样。在此之前，这只可能在个别的高端项目中实现，但大规模定制是目标。

大多数建筑企业已经认识到，机器人自动化将在应对所有这些挑战方面发挥关键作用。超过80%的受访者表示，他们希望在未来10年引进或增加机器人和自动化的使用。预计机器人将在一系列领域做出越来越大的贡献，例如，模块化房屋的制造和非现场建筑组件，以及机器人焊接和现场材料处理。

变革性的技术

机器人3D打印技术的广泛应用尤其有望改变游戏规则。目前还处于相对早期的阶段，但机器人已经被用于现场3D打印混凝土建筑，包括迪拜的一栋两层行政大楼和荷兰的欧洲第一座合法可居住的3D打印房屋。

3D混凝土打印使复杂的形状可以在现场生产。与必须预制材料和/或结构的传统制造相比，它减少了能源消耗，并减少了浪费。除了通常更快、更便宜之外，3D打印在形状和形式方面提供了更多的自由，并且从一开始就更容易将功能元素整合到整体结构中。这种增加的自由度意味着建筑物通常可以在不需要增加结构密度的情况下变得更坚固，从而减少最终结构中的材料总量和重量。

除了标准混凝土之外，3D打印还可以通过再利用其他行业的潜在有害或对环境不友好的副产品作为建筑材料来增加循环性和可持续性。来自煤炭和钢铁工业的粉煤灰和炉渣、玻璃和塑料都是可能的候选者。例如，在可回收玻璃可用的地方，它可以用作水泥混合物中建筑砂的替代品。

总之，3D打印的可持续性优势以及机器人自动化通常带来的健康和安全方面的更广泛改善将提高建筑公司作为负责任的参与者和良好雇主的声誉。

展示卓越设计

甚至在施工开始之前，3D打印在设计阶段就已经很有用了，建筑师依靠概念验证模型来展示不同形状、表面和立面的可行性和有效性，然后再进行全面施工。这种展示设计和施工替代方法的能力被证明是建筑实践中倡导建筑公司新方法的主要资产。例如，扎哈·哈迪德建筑事务所(ZHA)以设计大型、曲线优美的杰作而闻名于世，该公司采用3D打印技术将其理念转化为物理结构。

构建健壮的解决方案

虽然在非现场使用机器人作为模块化施工方法的一部分的重要性不应被低估，但只有当机器人能够可靠地部署在现场时，3D机器人打印的全部潜力才会实现。与在非现场制造设施中可以实现的一致和可控的环境相比，建筑工地对机器人的设计和应用提出了许多挑战。这些包括粗糙，不平整的表面，以及以人员和其他机械形式存在的障碍和移动危险。甚至天气也构成了潜在的风险。

为了解决这个问题，机器人制造商、研究机构和专业系统集成商都在共同努力，开发强大的解决方案，使用全地形履带式履带、协作激光扫描仪和其他技术，这些技术将促进机器人在建筑工地更广泛地安全、可靠地部署。

随着对机器人自动化的需求越来越大，它将提供越来越多的动力来寻找新的解决方案，并推动整个建筑行业的更大创新。

有关机器人自动化如何改变建筑行业的更多信息，请访问https://new.abb.com/products/robotics/industries/transforming-the-future-of-construction．

*《全球建筑2030》报告(链接）

Julian Ware是ABB机器人在英国和爱尔兰的销售经理