WASP用天然材料打造2025大阪世博會(huì)3D打印生態(tài)設(shè)施

2025年4月23日，南極熊獲悉，日本建筑工作室Aki Hamada Architects與WASP合作，為2025年世博會(huì)打印了一項(xiàng)創(chuàng)新型休息設(shè)施。該設(shè)施采用Crane WASP獨(dú)立系統(tǒng)建造，是由日本新興建筑師參與全國(guó)征集設(shè)計(jì)的20座休息站之一。這個(gè)設(shè)施將休息區(qū)、衛(wèi)生間、臨時(shí)辦公室和模塊化舞臺(tái)整合在一個(gè)峽谷狀的建筑裝置中。

△2025年大阪世博會(huì)的3D打印休息設(shè)施

3D打印土制建筑

WASP是一家專注于建筑3D打印技術(shù)的意大利公司，為本設(shè)施的建造提供了關(guān)鍵設(shè)備——大幅面建筑打印機(jī)，用于打印多種核心構(gòu)件，包括預(yù)制外墻板、花壇式長(zhǎng)凳、模塊化土坯和圓柱形洗臉盆等。

所有部件均以一種土基復(fù)合材料打印成型，這些材料由粘土、稻草、海藻膠、天然顏料以及氧化鎂硬化劑按比例混合而成。該項(xiàng)目配方不僅具備良好的可打印性和機(jī)械性能，還與日本傳統(tǒng)土墻的建造工藝高度契合，體現(xiàn)了對(duì)在地建造文化的延續(xù)與回應(yīng)。

打印完成后的構(gòu)件首先在潮濕環(huán)境中進(jìn)行為期三天的初步固化，隨后通過(guò)自然風(fēng)干方式進(jìn)一步強(qiáng)化結(jié)構(gòu)性能，以確保3D打印結(jié)構(gòu)滿足建筑使用的強(qiáng)度要求。

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3D打印驅(qū)動(dòng)的智能建造探索

項(xiàng)目主創(chuàng)Aki Hamada如此表示：“通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，我們旨在展現(xiàn)人類、自然與機(jī)器共生的未來(lái)社會(huì)——以天然材料如泥土，結(jié)合先進(jìn)的機(jī)器人建造技術(shù)，共同構(gòu)筑新型建筑環(huán)境�！�

作為設(shè)計(jì)流程的一部分，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自日本各地的石材樣本進(jìn)行了3D掃描，生成具有復(fù)雜復(fù)合幾何特征的數(shù)字模型。這些幾何形態(tài)隨后通過(guò)一系列物理性能測(cè)試進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以適應(yīng)特定的土壤承載條件，同時(shí)根據(jù)3D打印過(guò)程中的懸挑公差進(jìn)行了參數(shù)化調(diào)整，確保構(gòu)件在成型過(guò)程中的穩(wěn)定性與可行性。

所有外墻面板在富山縣的一家本地工廠由大幅面3D打印設(shè)備完成制造，隨后運(yùn)送至世博會(huì)施工現(xiàn)場(chǎng)，并通過(guò)預(yù)嵌木質(zhì)連接件安裝于木構(gòu)框架上，實(shí)現(xiàn)快速且高精度的裝配。

該建筑系統(tǒng)直徑為6.2米，高度為1.7米，部分構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)打印成型，用于打造集“休憩空間”與“功能家具”于一體的花壇式長(zhǎng)凳。最終實(shí)現(xiàn)的幾何語(yǔ)言包括弧形圍合體與島嶼狀模塊集群，為游客提供多樣化的休息與互動(dòng)體驗(yàn)。

較小尺寸的堆疊式花壇由45塊獨(dú)立打印的陶土模塊組成，其中部分模塊內(nèi)填充鎂基硬化劑，并以天然竹棒替代傳統(tǒng)鋼筋進(jìn)行結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，體現(xiàn)對(duì)可持續(xù)材料策略的探索與應(yīng)用。

此外，洗臉盆同樣在工廠預(yù)制打印，它的前部設(shè)計(jì)成凹進(jìn)去的形狀，方便人在使用時(shí)膝蓋可以更貼近、活動(dòng)更自如；而它的后面留有預(yù)制接口，可以安裝在事先準(zhǔn)備好的臺(tái)面和排水結(jié)構(gòu)中，確保使用上的方便和整潔。

總體而言，2025年大阪世博會(huì)旨在展示一種工業(yè)化建筑替代方案，它的復(fù)雜性源自時(shí)間而非成本，且使用當(dāng)?shù)丨h(huán)境材料。所有結(jié)構(gòu)元素均可生物降解，符合可持續(xù)設(shè)計(jì)理念，確保裝置在使用后可自然分解或移除，不產(chǎn)生長(zhǎng)期廢棄物。