3D打印房屋全球開花

近年來，3D打印技術(shù)的發(fā)展可謂如火如荼。如今，3D打印房屋也逐漸走入人們的視野。事實上，早在2013年2月，英國倫敦Softkill Design建筑設(shè)計工作室就首次提出了3D打印房屋概念，如今，在俄羅斯、美國、法國、荷蘭等地，3D打印房屋獲得了快速發(fā)展：俄羅斯一家公司去年僅用24小時就打印好一間小房子；法國一戶家庭今年7月住進(jìn)了一幢試驗性的3D打印房屋；荷蘭計劃明年竣工可供出租的3D打印房屋，并將建成小型3D打印居住社區(qū)。在人們或驚嘆或懷疑的目光中，3D打印房屋已經(jīng)向現(xiàn)實走來。

上月，法國南特市的諾丁先生攜妻子和3名孩子喬遷新居。他們的新家很特別，是一幢長弧形、面積95平方米的四居室單層建筑，配上雪白的墻，藝術(shù)范十足。但這還不是最特別的，最特別的是，這幢房子是3D打印出來的，諾丁先生一家由此成為世界上首戶入住3D打印房屋的家庭。

這個名為Yhnova的3D打印房屋項目由南特大學(xué)、南特市政廳、Bouyges建筑公司等機(jī)構(gòu)聯(lián)合打造，目的是試驗3D打印房屋的居住性能。據(jù)報道，南特大學(xué)的研究人員研制出一個帶有4米長的機(jī)械臂的大型3D打印機(jī)，打印機(jī)用混凝土材料打印出了房屋的整體結(jié)構(gòu)，打印過程大約持續(xù)54小時，之后，建筑公司又用了4個月的時間對房屋內(nèi)部進(jìn)行裝修，安裝包括門窗、屋頂、水電等基礎(chǔ)設(shè)施。整幢房屋的成本為176000英鎊（約154萬元人民幣），比傳統(tǒng)建造方式節(jié)約20%的成本。

“2000年來，建筑的范式從來沒有改變�，F(xiàn)在，我們想要改變整個施工過程，現(xiàn)在正處在這個故事的開端。”南特市政府首席創(chuàng)新專家特里謝說。3D打印房屋的故事剛開始，但看上去已經(jīng)足夠精彩。

3D打印技術(shù)
簡單來說，3D打印與普通打印的原理相同，普通打印只能在一個平面內(nèi)進(jìn)行打印，而3D打印則可以在平面的基礎(chǔ)上進(jìn)行縱向打印，通過材料的層層疊加，最終使物體成型。

3D打印建筑
利用工業(yè)機(jī)器人（大型3D打印機(jī)）逐層重復(fù)鋪設(shè)材料層構(gòu)建自由形式建筑結(jié)構(gòu)，其工藝原理稱為增材制造，通過逐層累積最終形成一個成品。其構(gòu)成和傳統(tǒng)打印機(jī)基本一樣，都是由控制組件、機(jī)械組件、打印頭、耗材和介質(zhì)等架構(gòu)組成的。根據(jù)設(shè)計的完整三維模型數(shù)據(jù)，通過運行程序?qū)⒉牧戏謱哟蛴≥敵霾⒅饘盈B加，最終將計算機(jī)上的三維模型變?yōu)榻ㄖ�實物�?br />

去年3月，俄羅斯開發(fā)商Apis Cor公司在莫斯科附近用3D打印機(jī)直接打印建造了一所面積約38平方米的圓形小房子，其內(nèi)部隔間包括客廳、臥室和廚房，建筑過程只花了24小時，造價為1萬美元。

今年6月，荷蘭埃因霍溫市啟動“里程碑項目”，宣布將建造一個由5幢3D打印房屋組成的小型居住社區(qū)以供出租，首幢兩居室單層房屋預(yù)計于明年年中建成。房屋設(shè)計圖公布不到一周，已吸引20多個家庭報名申請租住。

今年3月，在美國得克薩斯州舉行的一個行業(yè)展覽上，美國建筑科技創(chuàng)業(yè)公司ICON現(xiàn)場展示了自己的3D打印建筑技術(shù)。房屋的建造使用了一種類似起重機(jī)的Vulcan3D打印機(jī)，只需建立一個房屋模型，再制作好水泥材料，然后打印機(jī)巨大的噴口就像擠牙膏一樣把水泥一層一層地印出，整個打印時間不到24小時。展示房屋面積約60平方米，包括一間起居室、廚房、臥室、浴室和門廊。

大型建筑打印機(jī)：
突破面積高度限制

38平方米、60平方米、95平方米……不難看出，目前3D建筑打印機(jī)只能現(xiàn)場整體打印結(jié)構(gòu)簡單、體量較小的建筑，基本上只能完成房屋的主體部分，屋頂、門窗等部分需要另外建造。因此，全球多數(shù)3D整體打印房屋項目用于展示功能的居多，真正具備居住性能的很少。此外，高層建筑也是現(xiàn)階段3D打印建筑技術(shù)的瓶頸，3D建筑打印機(jī)甚至不能打印出樓層間隔地板。

但隨著越來越多的公司研發(fā)3D整體打印建筑技術(shù)，這個局限也開始被打破。俄羅斯AMT-SPETSAVIA集團(tuán)日前宣布建造世界上最大的3D建筑打印機(jī)。這部打印機(jī)名為S-500，建筑的長寬高分別為11.5米、11米、15米，能夠打印六層高的建筑。AMT-SPETSAVIA集團(tuán)宣稱， S-500的打印高度可擴(kuò)展到80米，若研發(fā)成功，以每層樓層高3米計算，S-500將能夠打印出一幢26層高的建筑。該集團(tuán)同時宣布推出S-300，其打印的建筑物長寬高分別為11.5米、11.米、5.4米，相當(dāng)于在一塊120平方米土地上建兩層建筑，機(jī)器可以每小時2.5立方米的混凝土的速度打印。

S-300和S-500都是3D整體打印機(jī)，可以現(xiàn)場打印在地基上。據(jù)AMT-SPETSAVIA集團(tuán)稱，其第一臺S-500打印機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好今年出貨。

宏大愿景：大庇天下寒士？
衣食住行是人類的基本需求，但世界資源研究所羅斯可持續(xù)城市中心的一份報告顯示，世界上有12億人沒有足夠的住房。于是，3D打印房屋也被賦予了其他意義：為無家可歸的人們提供便捷、廉價的住所。這也正是ICON的聯(lián)合創(chuàng)始人巴拉德的一個愿景。

目前，ICON正聯(lián)合非營利組織“新故事”為貧困國家有需要的人提供更加安全、經(jīng)濟(jì)的住房選擇。通過3D打印技術(shù)，“新故事”組織已在海地、薩爾瓦多、玻利維亞和墨西哥建造了800多所房屋，他們積極與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)合作，雇傭當(dāng)?shù)貏诠げ①徺I當(dāng)?shù)夭牧�，同時也推動了這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

目前，該組織正在籌集60萬美元，希望用于資助薩爾瓦多的100個家庭社區(qū)，若該計劃成功實施，這將是有史以來第一個3D打印房屋社區(qū)。建造工作將于今年晚些時候開始，目標(biāo)在2019年第三季度時，讓當(dāng)?shù)鼐用袢�部入住�?br />
捐助者只需捐助4000美元就可建造一套60平方米的房屋，也許面積并不大，但這與貧民窟里，數(shù)以百萬計的人居住的棚戶區(qū)相比，是一個巨大的進(jìn)步。要知道在此之前，貧困地區(qū)的“住宅”僅僅是用樹枝、麻布做成的非常簡陋的帳篷。

“希望薩爾瓦多社區(qū)的建造模式能被復(fù)制，可應(yīng)用到世界各地的發(fā)展中國家，為數(shù)百萬無家可歸的人提供高質(zhì)量的住房選擇�！痹摻M織的首席運營官拉菲說。據(jù)介紹，3D打印房屋嚴(yán)格按照國際建筑標(biāo)準(zhǔn)建造，預(yù)期壽命與標(biāo)準(zhǔn)的混凝土砌體房屋效果相當(dāng)，或更加耐用。

也有輿論質(zhì)疑，要以3D打印房屋解決全球性住房短缺問題，仍存在局限性。以開普敦、內(nèi)羅畢或孟買的貧民窟為例，由于空間的限制，用3D打印房屋取代現(xiàn)有擁擠的居住區(qū)十分困難，反而在人口密度較低的農(nóng)村地區(qū)，3D打印房屋更為實用。


來源：廣州日報