讓城市"更聰明"，建筑3D打印引領(lǐng)新風(fēng)潮

隨著3D打印發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)?D打印的需求越來(lái)越多，相應(yīng)的各種3D打印技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展。

輪廓成型工藝ContourCrafting（俗稱3D打印建筑技術(shù)）是美國(guó)南加州大學(xué)布洛克·霍什內(nèi)維斯教授（Behrokh Khoshnevis）在1997年提出的，用加載3D打印系統(tǒng)的大型機(jī)械裝置直接打印建筑物。該技術(shù)在2006年被美國(guó)的Modern Marvel頻道評(píng)為全美當(dāng)年最佳25項(xiàng)發(fā)明之一，并獲得了美國(guó)太空總署（NASA的資助）。NASA計(jì)劃將探月機(jī)器人Athlete 和 Contour Crafting技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在外太空進(jìn)行無(wú)人建造。谷歌公司的能源部門也計(jì)劃用輪廓成型工藝用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基建部分的打�。ǔ�發(fā)電機(jī)模組和葉片外）。

可以說(shuō)，輪廓成型工藝的出現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)建筑行業(yè)造成了沖擊，給傳統(tǒng)建筑行業(yè)帶來(lái)了革新和新動(dòng)力。

各種輪廓成型工藝打印的3D作品比比皆是。以浙江迅實(shí)科技有限公司為例，迅實(shí)科技從美國(guó)ContourCrafting公司引進(jìn)最正統(tǒng)的輪廓成型工藝，把建筑3D打印作為企業(yè)發(fā)展的一個(gè)分支。到目前為止已經(jīng)與政府、高校等多個(gè)單位合作，成績(jī)斐然。

上海展覽中心建筑打印成品

打印過(guò)程

柯橋高速路口地標(biāo)打印

蘭亭風(fēng)景區(qū)地標(biāo)打印

建筑3D打印順序：

1.一套3d打印建造設(shè)備；

2.利用機(jī)械在建筑場(chǎng)地勾畫出一個(gè)整體輪廓、線條；

3.開(kāi)始砌墻，機(jī)器人會(huì)按規(guī)劃圖自動(dòng)留出門和窗戶的位置；

4.蓋上第一層的天花板，并接著在頂上澆灌出第二層的地面；

5.最后完成屋頂、墻壁外部結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)部分。

和傳統(tǒng)的建筑業(yè)相比，3D建筑打印技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì)，主要有以下4點(diǎn)：

1. 施工速度至少要快10倍，且建筑類型、復(fù)雜性等因素不會(huì)增加建設(shè)成本。"輪廓工藝"將節(jié)省45%到55%的人工，同時(shí)減少了能源消耗，既降低了成本，又更為環(huán)保。

2. 由于全程由電腦程序操控，直接基于CAD設(shè)計(jì)等的施工建造只產(chǎn)生5-10mm的誤差，該技術(shù)允許的精度和設(shè)計(jì)自由性在過(guò)去聞所未聞，建筑師和工人間的問(wèn)題將不再阻礙建筑師所要表達(dá)的設(shè)計(jì)想法。

3. 不需要模板，定制性強(qiáng)，可塑性好。雖然"輪廓工藝"機(jī)器人打印出來(lái)的墻壁是空心的，但它們的強(qiáng)度系數(shù)為10000psi（每平方英寸能承受10000磅壓力），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)建筑的墻壁。

4. 而從美觀性來(lái)說(shuō)3D建筑打印技術(shù)可以將建筑構(gòu)件成任意形狀，可以不受傳統(tǒng)直線的制約，隨意將房屋墻面打印成弧形或波浪形等。既豐富了建筑的美感，又符合經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益。

當(dāng)前環(huán)境下雖然3D建筑打印技術(shù)還不能完全取代傳統(tǒng)建筑行業(yè)，但它的優(yōu)越性仍讓它受人歡迎，利用它制造千奇百怪的房子或短時(shí)間內(nèi)建好一座房子成為現(xiàn)實(shí)。

值得一提的是，"輪廓工藝"不僅可在地球使用，還可以運(yùn)用到外太空。據(jù)聯(lián)合國(guó)估計(jì)，2050年全球人口將達(dá)到96億人，地球居住空間將更為擁擠。荷蘭非營(yíng)利組織"火星一號(hào)"從20萬(wàn)報(bào)名者中挑出1058人，參加移民火星訓(xùn)練，預(yù)計(jì)從中挑選出24位移民者，2024年分6個(gè)梯次2依序升空到火星居住。而人類未來(lái)若要移居其他星球，解決住宅問(wèn)題是首要任務(wù)。

霍什內(nèi)維斯教授稱："如果未來(lái)人類要在月球上建造棲息地，九成建材有望取自月球土壤，而其余材料或許由地球運(yùn)往月球。"由于"輪廓工藝"可以更快速、更環(huán)保地批量建造出適合人類居住的建筑�？梢韵胍�(jiàn)，隨著這項(xiàng)前沿技術(shù)趨于成熟，太空移民將成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)也會(huì)更為便捷。