借鑒魯班巧思3D打印磚塊不需砂漿也能蓋房

       3D打印在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用一直以來(lái)很受外界關(guān)注，比如以前的各種3D打印房屋的新聞，很是爆炒了一陣。傳統(tǒng)的3D打印建筑的方法是簡(jiǎn)單地把FDM 3D打印機(jī)放大，然后逐層打印。這種方法理論上只要您有足夠大的3D打印機(jī)，打印多大的建筑都可以，但實(shí)際上很難做到。日前美國(guó)康奈爾大學(xué)Sabin 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室和Jenny Sabin工作室的研究人員提出了一個(gè)新思路，即使用定制化的數(shù)字工具、低成本的材料，3D打印出可以互鎖的建筑件，然后用這些建筑件互相鎖扣在一起，形成大型的建筑。他們將這種3D打印的建筑件稱為PolyBrick。

       PolyBricks其實(shí)就是一種非標(biāo)準(zhǔn)的高分辨率陶瓷磚，研究人員借鑒了中國(guó)傳統(tǒng)木工技術(shù)中的燕尾榫結(jié)構(gòu)，使其能夠牢固地環(huán)環(huán)相扣，而不需要額外的粘合劑或砂漿。

       如上圖所示，PolyBricks都被設(shè)計(jì)為空心的，可以提高材料使用效率并縮短3D打印時(shí)間，開發(fā)人員還在設(shè)計(jì)上保證PolyBrick里面的孔是相通的，這樣能確保在后處理過(guò)程中去除的內(nèi)部松散的粘土粉末。整個(gè)過(guò)程需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，但是準(zhǔn)確度和精度都比較高。

  

       PolyBrick在生坯階段（左）和素瓷燒制階段（右）。在整個(gè)打印和焙燒階段公差不變。

       PolyBrick首先用3D打印機(jī)打印出來(lái)，開發(fā)人員使用的是ZCorp 510，打印完畢后，經(jīng)過(guò)清潔，然后進(jìn)行高溫煅燒。為了降低翹曲和收縮率，開發(fā)團(tuán)隊(duì)一開始使用較低的火溫，隨后再蘸高火緞?dòng)浴?上釉完畢后以繼續(xù)升溫，以確保釉質(zhì)玻璃化。經(jīng)過(guò)這一系列的工序后，就可以用來(lái)拼裝建筑了。

       剛剛3D打印和清洗后的PolyBrick生坯（左）和首次煅燒后，未上釉的PolyBrick（右）。

       這項(xiàng)技術(shù)目前還正處于實(shí)驗(yàn)室階段，研究團(tuán)隊(duì)還將進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)和3D打印工藝。不過(guò)天工 社認(rèn)為，這項(xiàng)研究更重要的意義在于展示了算法設(shè)計(jì)技術(shù)和數(shù)字化制造在下一代建筑施工中的應(yīng)用前景。