[3D打印系列四]BIMBANK带你梳理3D打印建筑 | BIMBANK

[3D打印系列四]BIMBANK带你梳理3D打印建筑

3D打印的核心观念由来已久,也是人类从自然界找到的灵感。想想那些沉积作用产生的地形地貌,不都是大自然"3D打印"出来的吗?借助计算机图形学的发展及工业制造技术的创新,3D打印近年来高速发展成为制造领域及资本市场追逐热点。3D打印的食物、高跟鞋、航空航天零件、人体骨骼及器官等,一次一次刷新普罗大众的认知。3D打印技术的独特加工模式造成了它相较其他制造加工模式的优势,比如由于是层积模式,省去了切削的步骤,节约了材料。借鉴传统打印流程,3D打印的精度及流程相对稳定,这样提高加工速度,缩短生产周期。

随着3D打印流行起来,3D打印技术也吹进了建筑行业,给建筑行业带来了变革。首先,虽然是从一般的桌面打印过渡到大型建筑打印,它的基本流程是一样的。如下图,主要分为建筑设计阶段、模型处理阶段及物理打印阶段。现阶段3D打印的建筑基本分为两类:一类分段装配式打印,另一类整体式打印。

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3D打印建筑领域,处在应用前沿的是这三支"队伍",美国NASA和南加大的教授Behrokh Khoshnevis合作轮廓工艺(Contour crafting)打印项目,中国盈创建科的3D打印工程及意大利Enrico Dini创立的D-Shape公司。首先介绍一下轮廓工艺技术,美国NASA和南加大合作研发的从建筑垃圾取材进行3D打印,24小时内就可以印出大约232平方米的两层楼房子。最新研究:基于轮廓工艺技术可以利用90%的月球材质加10%的地球运上去的材料在月球表面完成建筑3D打印。

接着我们看看,上海盈创建科在苏州工业园3d打印配筋砌体试验楼。项目位于苏州市工业园区,试验楼占地面积150m2,底层为14.2m×10.1m的规则矩形,筏板基础,按12层住宅楼研发设计,实际打印高度15.3m,层高为2.8m,地上共5层,地下1层。盈创采用的是装配式打印模式,在苏州工厂将一层一层墙体打印出来,再运到现场用现浇混凝土将结构浇筑在一起。下图为竣工后的实验楼和之前裸露在外的打印出来的墙体。

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打印的原料由混凝土、玻璃纤维、沙子和固化剂组成,能满足抗强震要求。下图为3D打印墙体的展示模型及可以公开的骨料,墙体预留的孔洞用来放置钢筋,浇筑混凝土。墙体高2.8m,孔洞直径过小,施工中振捣难度大,采用自密实混凝土进行墙体灌芯浇筑。

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后面盈创又有很多新作品,下图是利用3D打印完成了由MVRDV设计事务所设计的上海虹桥协信中心。

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最后,我们着重在意大利发明家Enrico Dini身上,因为现阶段欧洲出名的3D打印建筑都与他有关。Enrico之前在制鞋业工作,是位制造机器人专家。后来由于对3D打印的浓厚兴趣,研究3D打印建筑并制造了世界上第一台建筑3D打印机。在2010年时,两个英国哥们儿拍了个纪录片"The Man Who Prints Houses"让Enrico声名鹊起。Enrico打印出了世界上第一个叠层建筑结构——Andrea Morgante设计的Radiolaria(中文名"放射虫)"这台打印机的底部有数百个喷嘴,可喷射出镁质黏合物,在黏合物上喷撒沙子可逐渐铸成石质固体,通过一层层地黏合物和沙子结合,最终形成石质建筑物。下图第一张为放射虫的Rhino模型,第二张为打印出的3D实体模型。

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Enrico另一个更响亮的杰作是对荷兰建筑师ir. Janjaap Ruijssenaars设计的景观房进行3D打印,该景观房由M?bius strip(莫比乌斯环)组成。Ruijssenaars所在的公司Universe Architecture, 欧洲施工厂商 BAM决定把它打印出来。它是我最早听说可能出现的3D打印建筑,所以一直追踪它的进展。最近的报道是已经打印出一个等比例的莫比乌斯环,至于最终的建筑完成可能还要等一等。

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最后,我们通过视频,大概看看比例模型的打印过程。


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