巴里理工大學(xué)利用石材廢料3D打印自支撐橋

2025年1月8日，南極熊獲悉，意大利巴里市啟用了一座新的 3D 打印自支撐橋，該橋首次使用石材加工產(chǎn)生的廢料。這座被稱為“達(dá)芬奇之橋”的建筑是由巴里理工大學(xué)、可持續(xù) 3D 打印領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者WASP和專門從事環(huán)保建筑材料的意大利創(chuàng)新型初創(chuàng)公司B&Y共同打造的。這座步行橋從列奧納多達(dá)芬奇的一項(xiàng)富有遠(yuǎn)見的設(shè)計(jì)中汲取靈感，同時(shí)解決了建筑行業(yè)的一個(gè)重大環(huán)境挑戰(zhàn)。

連接歷史與科技

達(dá)芬奇橋項(xiàng)目由巴里理工大學(xué)的朱塞佩·法拉卡拉教授領(lǐng)導(dǎo)。該項(xiàng)目重新構(gòu)想了達(dá)芬奇 16 世紀(jì)的原創(chuàng)概念，即一座自支撐橋，橫跨金角灣，這是土耳其伊斯坦布爾博斯普魯斯海峽的一個(gè)入口，將伊斯坦布爾的歷史中心（舊城）與新城區(qū)分隔開來。達(dá)芬奇的設(shè)計(jì)旨在將佩拉區(qū)（現(xiàn)加拉塔）與君士坦丁堡（現(xiàn)代伊斯坦布爾）連接起來，從而通過這條水道建立直接聯(lián)系。

△達(dá)芬奇橋自支撐 3D 打印橋

雖然這座橋在達(dá)芬奇時(shí)代從未建造過，但它雄心勃勃的設(shè)計(jì)引人注目，其特點(diǎn)是單拱自支撐。這個(gè)項(xiàng)目利用 3D 打印和可持續(xù)材料將他的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這座橋原型跨度 6 米，靈感來自達(dá)芬奇的自支撐設(shè)計(jì)，并用現(xiàn)代 3D 打印技術(shù)和可持續(xù)的石材廢料重新詮釋。

△WASP3MT LDM 混凝土打印達(dá)芬奇橋。

項(xiàng)目最獨(dú)特的部分之一是材料的選擇。這座橋采用意大利初創(chuàng)公司 B&Y 開發(fā)的低環(huán)境影響砂漿建造而成。這種材料由廢石粉與石灰基粘合劑混合而成，為大理石和石材加工副產(chǎn)品的再利用提供了一種可持續(xù)的方式。傳統(tǒng)上，管理這些廢物一直是建筑行業(yè)的一大挑戰(zhàn)，往往會(huì)造成環(huán)境破壞。通過將石材廢料轉(zhuǎn)化為建筑材料，B&Y 展示了創(chuàng)造力和技術(shù)如何重新定義環(huán)保設(shè)計(jì)的界限。

這座橋是用 WASP 的3MT LDMConcrete建造的，這是一種大型3D 打印機(jī)，專門用于處理水泥基材料。建造過程包括將橋分成 13 個(gè)獨(dú)立的塊，每個(gè)塊都分層 3D 打印，然后使用臨時(shí)定心系統(tǒng)進(jìn)行組裝。該設(shè)計(jì)采用了立體切割法，這是一種精確切割石頭的方法，使它們可以拼接在一起，而無需使用砂漿或額外的加固，萊昂納多的原始概念也采用了這種技術(shù)。

△WASP3MT LDM 混凝土打印達(dá)芬奇橋。圖片由 WASP 提供。

未來愿景

達(dá)芬奇的橋梁仍處于原型階段，但可能帶來更多成果。該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃測試材料的強(qiáng)度并改進(jìn)打印工藝。這些步驟可能會(huì)使像這樣的可持續(xù)橋梁成為未來建筑的真正選擇。

雖然已經(jīng)有其他 3D 打印的自支撐橋梁，例如蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和扎哈·哈迪德建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的威尼斯Striatus橋、馬德里阿爾科文達(dá)斯卡斯蒂利亞-拉曼恰城市公園內(nèi)12 米長的人行橋或荷蘭格默特的 3D 打印混凝土自行車橋，但達(dá)芬奇橋的獨(dú)特之處在于它將廢料融入了 3D 打印過程。

達(dá)芬奇之橋之所以能栩栩如生，得益于學(xué)術(shù)界和工業(yè)界等不同領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)合作。Fallacara領(lǐng)導(dǎo)了巴里理工大學(xué)的設(shè)計(jì)工作。建筑師 Ilaria Cavaliere 和 Angelo Vito Graziano 與FabLab Poliba 團(tuán)隊(duì)（巴里理工大學(xué)專門從事數(shù)字制造和創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)）一起優(yōu)化了模型以供制造。同時(shí)，材料開發(fā)由 B&Y、WASP 和 ClaudioGallo 進(jìn)行，并得到建筑師 Francesco Ciriello 的支持。最后，制造本身由 WASP 和 B&Y 完成。

△達(dá)芬奇橋自支撐 3D 打印橋。圖片由 WASP 提供。

達(dá)芬奇之橋是對歷史設(shè)計(jì)的致敬，將技術(shù)與可持續(xù)性和創(chuàng)造力融為一體。此類項(xiàng)目解決了建筑廢物管理帶來的挑戰(zhàn)，證明了創(chuàng)新和 3D 打印與責(zé)任密不可分。