如今房价居高不下，虽然小伙伴们知道有相当一部分成本是来源于土地，而据某些专家测算其实土建成本仅仅占30％，不过就算这30％也是很可观的。
随着社会的发展，在包含房屋土建成本的各类产品成本中，人工成本越来越高的趋势将不可逆转，而且是人就会犯错，不可否认的是在一个成熟领域内机器的犯错几率是远远低于人工的。那么问题来了，未来房屋的建造会是什么样的呢？
没错你可能已经猜到了，那就是用机器替代人工，可循环利用材料替代一般建材。整套全自动由机器自动建设起来的房屋，你只需要在前期进行人工设计便好。并且在满足安全与相关规定的条件下个个都不重样的，高度个性化。
3D打印技术
3D打印技术(three-dimensional printing, 3DP)， 又名快速成型、实体自由成型、增材制造等，是基于离散-堆积原理，在计算机辅助下通过层层堆积形成三维实体的有别于传统减材制造的先进制造方法。
因高精度、个性化制造及复杂形状构建上的独特显著优势，3D打印渗入了各行各业并引领创新, 引发全球制造业产生革命性变革。
3D打印历史
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。
1986年，美国科学家Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。
1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。
1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。
2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。
2010年11月，美国Jim Kor团队打造出世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。
2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。
2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。
2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。
2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。
2013年10月，全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品。
2013年11月，美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。
2018年8月1日起，3D打印枪支将在美国合法，3D打印手枪的设计图也将可以在互联网上自由下载。
2018年12月10日，俄罗斯宇航员利用国际空间站上的3D生物打印机，设法在零重力下打印出了实验鼠的甲状腺。
2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校在《自然·医学》杂志发表论文，首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内，成功帮助大鼠恢复了运动功能。
2019年4月15日，以色列特拉维夫大学研究人员以病人自身的组织为原材料，3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏，这在全球尚属首例（3D打印心脏）
3D打印材料：
就目前来说市面上最常用的3D打印材料有各类塑料（包含亚克力）、陶瓷、各类树脂、玻璃、不锈钢与各类金属合金（无需淬火、硬度、耐磨性、抗冲击性均可调节）等等，而且就应用于医学方面的生物材料也有长足进展，以3D打印技术为基础的组织工程支架和器官打印技术的发展是目前3D打印技术研究的最前沿领域。
在如今的前沿3D打印中，越来越多材料被加入可打印环节，包括细胞，也许就如光刻芯片一样，只要我们提高其精度加上材料学的进步，打印生物也未尝不可（毕竟我们已经成功人工合成了病毒）。
3D打印局限性
3D打印应用范围如此之广，可以说目前除了高精尖的电子元件与部分生物打印以外，其他的都基本能打印出来，随着材料学与打印机的发展这一问题也能得到较大解决（即使芯片也算是打印出来的）。有一种理论认为事物皆为投影，而那也可以认为是更为精确的一种打印。
就目前来说3D打印技术还无法满足大量生产，更适合一些小规模制造。例如前段时间提出来的工业4.0的一些高端定制化产品
3D打印建筑
目前3D打印建筑，只要用到混凝土的均可以做出来。对于一栋房子来说传统方法可能需要制模板（模板是一种临时性支护结构，按设计要求制作，使混凝土结构、构件按规定的位置、几何尺寸成形，保持其正确位置，并承受建筑模板自重及作用在其上的外部荷载）。
我国建筑模板钢竹木材用量巨大，建筑模板是混凝土结构工程施工的重要工具。专家指出，在现浇混凝土结构工程中，模板工程一般占混凝土结构工程造价的20%～30%，占工程用工量的 30%～40%，占工期的50%左右。模板技术直接影响工程建设的质量、造价和效益。
而3D打印房屋完全不需要制模板，这又和其所用材料有关了，小生在下文中会说明。总之这便节约了大量的资金与时间。
3D打印建筑特点
①3D打印最大的特点便是擅长制作做各类异性结构，该类异性结构如若按照传统工艺加工要求极高，人工成本与工时自然就上来了。所以它能打印出很多极具艺术感的建筑。
②由于是打印工艺，便和打印机一般用多少材料出多少基本无浪费（你可以理解为千层饼一般一层一层叠上去）。并且上文说过其无需自制模板材料更加节省。
③建筑制造采用全自动打印，除去少部分钢筋、水电系统外（当然室内加装修也是）基本无需人工参与（而目前最新3D打印成果已经可以在多种材料中自由切换），自然节省了大量人力成本。
④环保，建材都是用各类回收材料，如钢渣等固废与各类建筑垃圾，大大节省了水泥与河沙的用量，综合下来既解决了固废处置又减少了河沙开采（开采河沙相当损害环境），是有利于环保的道路。
⑤质量好，无论是抗压还是韧性比一般混凝土房屋好很多（打印所用建材质量更好，当然根据建材不同还是有差距，但几乎避免了偷工减料，你懂的），比有很多美国常用的木头房屋质量好太多，不惧蚊虫、噪音与台风。
⑥效率高，一星期内便能打印出两栋上百平方米房屋，在未来这一效率将进一步提高。
⑦个性化定制强，只要安全结构合理，设计师根据用户要求做出效果图，将结果录入机器，完全能按用户要求个性化定制。
这里说个题外话，很多建筑出事的都是材料偷工减料且施工中出现人为错误导致的，当然还有少部分是设计原因（不过现在图纸都要过审，至少会越来越正规），做建筑行业的都知道里边的潜规则，大家可以去了解下。而3D打印至少是不会出现人工错误的，材料方面也会把控得更严格。
3D打印建材
就像我们的打印机一样，其实全球范围内有不少款式的打印机，但除此之外3D打印最关键之一的还是油墨，放在建筑行业便是建材。目前3D打印建筑材料，只要用到混凝土的均可以做出来，并且根据用料不同打印材料的强度等级也不同，普遍来说都会高不少（速干）。
有的可以达到C150（要知道高速公路只有C50）。小伙伴们可能没什么概念，这一强度属于超高性能混凝土UHPC的范畴。
混凝土强度：
小科普，这里的强度一般参照混凝土强度等级，也就是指其抗压强度按《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107—2010）的标准，混凝土的强度等级应按照其立方体抗压强度标准值确定，称为混凝土立方体抗压强度标准值（以MPa计），用fcu，k表示。
1、3D打印建材：
其材料抗震性优异。大家都知道说到混凝土对其映像一般都是抗压强度好但韧性差，也就是说脆的。但如今的打印材料得到了大幅度的改善。普通超高性能混凝土UHPC（钢纤维）用到大量水泥、细沙与硅灰等物质，基本组成成分如下。
与UHPC一样里面用料有很多金属纤维，不同的是可以用大量钢厂的钢渣矿粉代替水泥用作胶凝材料，同时减少了水泥与沙子的用量变得极为环保，并且强度韧性都更高。3D打印房屋起码抗9级以上的台风，且内部听不到什么声音。
未来普通混凝土在3D打印建筑原材料中所占的比例将会大幅下降，纤维混凝土、泡沫混凝土、轻骨料混凝土、水泥—树脂基混凝土、聚合物混凝土、水玻璃混凝土等种类的混凝土将会得到更大规模应用，甚至可能出现新型材料混凝土。
3D打印 精准成型（工匠绝活）
来源：人民网 【绝活看点】 从材料选用到设备操作，从个性定制到技术攻关，广西玉柴机器股份有限公司模具钳工工种技能大师覃懋华勤学苦练、深入钻研，爱上3D打印事业；覃懋华劳模创新工作室共取得167项技术攻关成果，其中6项成果获得发明专利、14项成果获得实
3D打印混凝土技术的发展，对商品混凝土行业既是一次机遇，也是前所未有的挑战。只有坚持技术创新，紧跟建筑技术发展潮流，才能在未来的商品混凝土市场竞争中赢得先机，获得持续健康的发展。
2、外墙颜色：
2014年1月，数幢使用3D打印技术建造的建筑亮相苏州工业园区。这批建筑包括一栋面积1100平方米的别墅（仅用一天）和一栋6层居民楼。这些建筑的墙体由大型3D打印机层层叠加喷绘而成，而打印使用的“油墨”则由建筑垃圾制成。
3、隔音保暖：
而对于保暖来说，其中心可以做成空心，空气自然保温。如果还觉得不暖和可以在其间填充保温材料，这样效果会更好。加上打印材料硬度较高用材致密隔音效果自然十分优异。
空心的又加上打印的原因导致其特别省材料，过去造一栋房屋的材料如今可以造3栋，并且一般来说造价会便宜50％以上。
4、适用范围：
此类打印技术非常适合人工成本高的国家，机器替代人节约大量成本，此外还能极大杜绝偷工减料与人工错误问题。所以相比人工建造房屋性能更好、更安全、成本更低。在可预见的未来3D打印将可以替代人工来建造房屋与各类基础设施。
前沿3D打印技术
要了解3D打印是如何逐渐改变制造业的我们可以看看哈佛大学Wyss生物启发工程的研究工作，那里的科学家们开发了称为MM3D（多材料多喷嘴3D打印）的技术。应用该技术3D机械手可以在8种不同材料之间切换，每个喷嘴每秒切换不同材料的速度高达50次，与蜂鸟拍打翅膀的速度相当，眼睛根本不能捕捉到其变化，当然也就可以在一小段时间内创造包含多种材料的复杂形状与结构的产品。
也就是说今后的3D打印产品是包含多种材料，或柔性、或嵌入式（电子元件已能打印，不过是相对简单的）、甚至生物制。即使打印不出过于复杂的芯片也能使用拾放技术插入微型控制芯片并且通过LED读取检测到的内容。
生物材料3D打印：
在生物医药领域，3D打印技术通过对生物材料或活细胞进行3D打印，可构建复杂生物三维结构如个性化植入体、可再生人工骨、体外细胞三维结构体、人工器官等。以3D打印技术为基础的组织工程支架和器官打印技术的发展是目前3D打印技术研究的最前沿领域, 也是3D打印技术中最具活力和发展前景的方向之一.当前以组织器官修复与重建为目的, 国际上开发了各种生物3D打印技术, 包括用于组织工程支架构建的熔融挤出技术、基于喷墨技术的细胞打印、细胞和细菌的激光直写以及T细胞和细菌的微接触印刷等。
用于生物材料，包括材料、细胞复合体材料的3D打印技术手段主要有两种类型:喷墨生物打印和注射式生物打印。两者在打印产品的表面分辨率、细胞存活率以及生物活性材料选用等方面具有不同特点， 其工作原理和技术方法如图 所示。
生物3D打印涵盖的内容十分广泛， 根据打印材料的不同可将其划分为4个层次的应用:
① 个性化体外模型制造.材料为无需生物相容性和降解性的工程材料, 主要为手术规划、假肢设计、测试标准等制造体外的模型
人体气管
②个性化植入体制造材料.为具有良好生物相容性且不易降解的生物材料，如钛合金、聚氨酯类聚合物等，用于制造人工假肢植入物、组织缺损部位支撑和替代, 以及整形外科。
③可降解组织工程支架制造.针对组织工程应用，要求材料既具有良好的生物相容性又有匹配的降解性能，避免自体或异体组织移植中的问题.以支架模拟细胞外基质，相应细胞在支架上经体外培养后植入体内, 诱导组织再生与修复。
神经修复
④ 细胞三维结构体的人工构建，材料为活细胞及其外基质材料，如肝细胞-明胶、干细胞-胶原等，用于构建三维细胞结构体、体外三维细胞模型及组织或器官胚体等。
发展下去，该技术不仅在基建行业，还会广泛影响如航空航天、汽车、医疗、机器人技术等。尤其是工业4.0以来，许多公司正在从传统制造转向数字制造。因为3D打印消除了对昂贵工具、模具与其他设备的需求，我们也会离客户更近，可以更轻松的自定义产品，更快的交付产品。
3D打印增材制造
增材制造技术也被称为3D打印如今非常流行，此外它还有快速原型、快速成形、快速制造、等多种称谓，其内涵仍在不断深化，外延也不断扩展。它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势。增材制造已成为当今全球生产系统不可或缺的重要技术。西方媒体把这种实体自由成形制造技术誉为将带来“第三次工业革命”的新技术。
“广义”增材制造则以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群，由上图可知人们是想逐步的将金属、非金属、生物等多种类别的材料融为一体直接生产出产品来。目前在航空航天、汽车制造领域发展得最快（马斯克的可回收火箭发动机部件便是采用3D打印制造）。
3D打印核心航天金属配件
2020年，宝马公司投资1500欧元的慕尼黑3D打印工厂也正式启动，大牌企业率先启动奠定在汽车行业增材制造技术的领先地位。如因这一行业的巨头美国Stratasys公司已通过多年布局、收购、整合注资与创新，成为这一领域的龙头，它们不仅卖3D打印机，打印耗材、成品零部件同样提供，并且能为客户提供增材制造技术选择建议，提供材料、技术和打印设备的最优方案，提供高阶应用技术支持服务，开启制造转型升级之旅（我们还得努力加强投入，整合零散形成行业联盟）。
数字工业化转型
工业4.0
如今工业产业讲求数字智能化，而这是在为更下一步的布局。德国提出的工业4.0便是这一产物（美国叫工业互联网）。工业4.0是利用信息化技术促进产业变革， 也就是智能化时代，工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。包含以下三类主题：
①“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现
②“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；
③“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
所谓的系统应用、智能生产工艺和工业制造，并不是简单的一种生产过程，而是产品和机器的沟通交流，产品来告诉机器该怎么做（这不就说的3D打印么）。生产智能化在未来是可行的， 将工厂、产品和智能服务通联起来，将是全球在新的制造业时代一件非常正常的事情。
不难发现，以上三方面均是数据的整合，核心特征是互联，因此提升效率，节约成本，更加的公开透明（降低产销之间的信息不对称），也可以说今后工业生产的“原材料（物质）”=“信息”，智能工厂中使用了含有信息的“原材料”，实现了“原材料（物质）”=“信息”，制造业终将成为信息产业的一部分。而这都是在为下一步做打基础。
中国制造2025与工业5.0
鉴于我国产业升级的必要性与全球工业化进程的发展，我们也顺应时代的提出了中国制造2025，2021年1月，欧盟委员会也发布《工业5.0-迈向可持续，以人为本和弹性的欧洲产业》，与2020年9月发布的《工业5.0的使能技术》形成呼应联动。
大体发展方向相同，其定义是一个开放与不断发展的概念，核心概念是通过使生产尊重地球的生态（环保可持续发展）并将工业工人的福利（也就是技术服务于人，适应工人的各类需求）置于生产过程的中心位置，体现工业在实现就业和增长以外的社会目标方面的力量，是稳定的繁荣的基石。
以上对工业4.0、5.0与中国制造2025分析后，回想下3D打印在未来基建与各类产品的生产中是不是正好完美实现了数据与制造间的交互，并且可环保的可持续发展、带动工人技术的进步减轻其劳动力，与未来工业发展趋势不谋而合。
中国转型需求：
我国对产业转型升级的需求是迫切的，并且工业转型在中国转变经济增长模式的过程中扮演着重要角色。中国政府试图重新去平衡经济发展，即减少以投资和出口为基础的增长，寻求更多的来自内需驱动的增长。为了实现这一目标，中国需要实现工业现代化。
为了保持GDP在一个稳定的增长水平上，它需要从劳动密集型生产模式切换至高效的高科技生产模式。劳动力成本急剧上涨，并且在将来仍会继续扩大。中国将在不久的将来面临合格人才的短缺。从长期来看，只有那些进入高端制造业的企业才有机会留在市场里。这种由现代化所带来的压力将影响到中国几乎所有的行业，而工业自动化和新一代信息技术的集成是关键。
3D打印技术正在成为发达国家实现制造业回流、提升产业竞争力的重要载体。可以说，新一轮的全球制造业竞争，极有可能是3D打印与机器人等高端装备的竞争。以3D打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材料的应用将重塑制造业和服务业的关系，重塑国家和地区比较优势，重塑经济发展格局，加快第三次工业革命的进程。
未来3D打印
未来事物的发展总是向着解放人力，释放生产力的方向发展的。也就是说机器会代替人力做一些比较繁重的事物，人类仅需做一些创造性工作便好（至少目前是以该趋势发展的）。而对于3D打印技术的应用方案同样如此。
在基建行业如今我们已经可以快速、低成本、质量好的建成各类房屋，对于高层房屋的只需加装钢筋（如今各类金属、合金均可打印无需淬火，韧性坚固程度可调节）。可以说在行业内3D打印各类基建产品将会是最快得以实现的，上下游产业（如钢铁）应着力对其打印材料的适应性开发做出布局（围绕安全环保、可持续利用、质量可靠等方面探讨）。
国内成熟的房屋打印
合成打印玻璃杯
生物3D打印方面也在诊断与手术规划、个性化体外模型制造、个性化植入体制造、再生医学（骨、神经、肌肉、血管等）、个性化药物缓释装置、肿瘤治疗等方面发挥着重要作用。未来的可打印生物质材料只会越来越多。
电影中打印人造器官
打印食物
以上部分是电影中的场景。就有限的未来来说，类似芯片的复杂集成电路暂时还是得通过光刻、薄膜沉积等复杂工序加工，毕竟术业有专攻嘛。不过将他们组装起来也不是什么难事嘛，就如今的3D打印便可应用拾取嵌入技术基本解决。
不过有位名人曾说，凡是人能想象到的事物，都是有可能存在过或可以实现的。只要你能感知与了解其底层原理，就如对微观与量子世界的研究一般，成就了如今现代人们的物质生活。50年代阿瑟·克拉克创作的《太空漫游》系列中的众多科幻事物如今不都显得十分平常了么。
