3D列印會是快速建築的未來嗎?

3D列印技術在這近二十年中快速的發展,從一開始的單純列印小物件及模型,一步步進步到列印人體器官、鞋子、機械零件、火箭零件到近年來開始漸漸出現的3D列印建築,3D列印建築就是利用大型的3D列印機將房子的組件一層一層列印出來在人工組合在一起,不僅大大降低人工並且可以減少施作花費。

在2018年,一個法國家庭成為世界上首個住進3D列印房屋的家庭。在短短20年時間裡,這項在以前看起來頗為遙遠的新技術發展迅速,並可能為全球住房危機作出貢獻。

中國盈創(WinSun)是第一家建造3D列印房屋的公司。在2013年,它可以在24小時內列印十座房子。但這些房子需要人工組裝,因為它們是在工廠統一列印再運往各個城市。2017年,舊金山創業公司Apis Cor在一天內完整列印出了一套成本約為1萬美元的房子。另一方面,杜拜已經計劃至2025年,該城市中25%的新建築都用3D列印技術完成。這項計劃旨在推動阿聯酋和杜拜成為3D列印技術中心,並讓杜拜成為在民用3D列印建築領域的領頭羊。

與此同時,NASA舉辦了一個競賽來鼓勵建築師和工程師去探索在外太空進行可居住宅建設的可能性和方法。其獲勝者開發了一個由玄武岩構成的3公尺高3D列印試驗品。玄武岩是來自火星的天然材料,可進行生物分解和循環利用。月球殖民計劃的主要障礙之一是進行材料運輸的成本和把將工作人員帶到施工現場的困難。而使用原生材料以及計算機控制的機器人進行3D列印就可以避免這些障礙,並打造出適合人類居住的結構,甚至是環境系統。NASA目前正在建造一個可行性的工作室以確認在月球殖民的可能性。

通過電腦控制的程序來搭建起混凝土三維形狀的3D列印設備為民用建築提供了一種經濟又快速的方法。只需要少數工作人員在平板電腦上進行遠程操控,一台機器就能讓層層混凝土逐步變成一座房屋的牆體。這個過程由三部分組成:1.準備數據 2.混合混凝土 3.現場列印。在民用建築領域,3D列印尤為擅長打造有複雜幾何形狀的構件。當然,它還有其他更多的優勢。由於縮短了建造時間,這項技術保證了低耗能,低成本和建築廢料的減少。盡管如此,與其他任何創新一樣,它距離成為一項可行、有持續性,並被廣泛使用的技術還有很長的路要走。

盡管有些人認為3D列印難以取代傳統建築方法,但很顯然,這項技術提供了頗為實用的解決方案。除了前面提到的3D列印能制作前所未有的複雜形狀之外,它還能應對災難。每當颶風或地震摧毀基礎設施,並使成千上萬人無家可歸的時候,3D列印機能快速重建橋梁,公路和住宅。最後,基於它的低成本和高效率,3D列印房屋可以成為社會住宅項目的實用選擇。以下列舉的是一些大規模3D列印的特點:

 

優點

1.降低誤差幅度:3D列印的大部分工作都是由軟體和機器完成的,因此可以降低誤差幅度以及出現計劃外失誤的機會。

2.降低成本:相對於傳統技術,第一座3D技術建造房屋的成本下降了20%。按照預測,在5年內,下降幅度將達到25%,而在10到15年內,這個數字是40%。這主要是因為技術會隨著經驗的豐富而更加成熟和便宜。

3.快速打印牆體:對比人工建造牆體相對快許多。

4.使用環保材料的可能:3D列印機可以結合多種材料,例如沙子,混凝土,纖維和可回收材料。

 

缺點

1.3D列印機目前只能列印牆體:基座,管道,門窗和所有其他構件還是需要另外生產。打一個可居住3D列印房屋的建造只用了54個小時,但它要完全建成還需要多花四個月。

2.起始成本高:把3D列印機器帶入建築行業要求的初始投資資金非常高,很多公司都因為這一點面臨著挑戰。

3.人工:人工在項目操作上佔據了很重要的作用,所以缺少具備相關能力的人員在市場上也許也是一個難題。在施工現場管理,安裝和維護一個3D列印機需要在輔助性組織,人員培訓,以及運輸和儲存研究方面都進行大力投入。因此,有效使用這個技術存在一定困難。

4.高度:這個技術目前還不能建造樓層太高的房子。

 

Source | Archdaily, bbc

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