世界名校沉迷3D混凝土打印无法自拔,打印房屋是人类救星吗?

 

建筑工人可能要失业了。...



以数字科技为主导的第四次工业革命,正在重新定义产品生产、分配、消费的方式,如今普及度相当高的3D打印技术,作为工业革新的先锋,最早出现在80年代中期。

而直到2010年美国Jim Kor团队打造出世界上第一辆3D打印汽车,这门新奇有趣的技术才一夜之间红遍全球。



▲ 第一辆3D打印汽车Urbee(图源:海外)

人气美剧《生活大爆炸》中,单身的霍华德一度试图给自己3D打印一个“女朋友”。虽然最后没有成功,但3D打印在现实中的应用已经远远超出我们的想象。

3D打印实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型技术,它以数字模型文件为基础,利用可粘合材料,如塑料或粉末状金属等,采取逐层打印的形式来构造物体。

近年来,它已被广泛应用于模具制造、医疗、珠宝、服饰,及航空航天、教育等各行各业,大到上天入地,小到深入血管,除了人类的想象力,可以说,没有任何因素可以阻挡它的发展。而在土木工程领域,3D打印技术的相关应用却发展缓慢。
埃因霍温理工大学
埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology,缩写TU/e)是荷兰乃至全欧洲最负盛名的理工科大学之一,世界百强名校,领导着荷兰众多研究所和研究院,在国际网络具有非常重要的地位。

自2015年与荷兰公司ROHACO成功合作开发3D混凝土打印机(3DCP)以来,这所大学的相关专家和研究小组,一直在致力于这方面的工作。



▲ 3D混凝土打印机3DCP

这台3DCP打印面积达9×4.5×3米,采用特殊优化的砂浆为原料,打印效果比同尺寸竞争机型更精准。经过一年多的测试,研究小组开始将它投入实际应用。



▲ 3DCP的打印效果

首先是2017年10月18日正式建成通车的世界第一座3D打印混凝土桥梁,主要供骑自行车的人使用。这座长8米的桥梁横跨一条水渠,连接了两条道路。经安全检测,它最多可承载高达两吨的负荷。



▲ 骑手通过3D打印的桥梁(Bart Maat/摄)

今年5月底,TU/e又宣布了他们接下来的一个里程碑项目:在波斯里耶克、梅尔霍文、埃因霍温市和TU/e校园内分别打印一批混凝土房屋。TU/e将与承包商Van Wijnen、房地产经理Vesteda、材料公司Saint Gobain-Weber合作,共同实现这个项目。Vesteda是这些房子的潜在买家,将把它们租给租户。

第一组五套房屋将率先在梅尔霍文建成,其中第一套将是单层住宅,预计于2019年中期投入使用,而另外四套将是多层住宅。混凝土结构将遵守所有常规建筑法规,并将满足当今居住者在舒适性、布局、质量和价格方面的要求。



▲ 3D打印房屋效果图

TU/e对3D混凝土打印这件事投入了大量精力,在业界也拥有一定影响力,6月22日,他们还将举行新一届的3D混凝土打印研讨会,目前官网正在接受报名。



▲ 3D混凝土打印研讨会
3D混凝土打印
3D打印技术的原料是预先制成的粉末,常见的有金属粉末和塑料粉末。土木工程领域的主要材料是水泥混凝土或沥青混凝土,目前的工艺条件下,3D打印很难完全达到传统施工方法的质量要求。

除TU/e之外,但全世界还有许多技术公司、研究院及理工科大学都在努力改变这个现状。

美国南加州大学工业与系统工程教授比洛克·霍什内维斯一直在研究一种新工艺,它能在不到20小时的时间内,建造一幢面积2500平方英尺的建筑。该项目获得美国宇航局和军方的支持和资助。霍什内维斯相信,他的项目可以帮助全球约10亿急需改善住房条件的人。

2013年,荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars计划用3D打印技术,建造一栋莫比乌斯环式的建筑,他将这栋设计中的建筑称为“Landscape House(景观房子)”。



▲ Landscap House 效果图

2014年8月,10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内,作为当地动迁工程的办公用房投入使用。这些建筑的墙体是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”,按照电脑设计的图纸和方案,经一台大型3D打印机层层叠加喷绘而成。据介绍,10幢小屋的建筑过程仅花费24小时。



▲ 一名行人从3D打印建筑旁经过(图源:新华网)

2016年5月,迪拜建成了全球首座3D打印办公室,占地250平方米,建设时间仅用了17天,耗资14万美元,位于迪拜市中心,靠近迪拜国际金融中心,将成为项目幕后公司迪拜未来基金会的临时办公室。



▲ 迪拜3D打印办公室(图源:海外)

2016年7月,北京通州成功打印了一套400平米的两层别墅。与之前的3D打印建筑不同的是,这是打印机现场打印的,而不是提前打印部件后到现场拼接。这栋别墅施工45天,墙体厚25厘米,每层高3米,基础和墙体用钢筋20吨,混凝土380立方米,全程由电脑程序操控。



▲ 北京3D打印别墅(图源:华商陆海科技)

现场打印是个什么概念呢?它可能需要一个比篮球场还要大的空间,以及一台臂展极高、伸展范围极大的3D打印机。



研究估计,一旦解决上述提到的材料安全性和设备、空间等问题,3D打印技术可以将建筑时间减少50%至70%,并将人工成本降低50%至80%。

住进打印房屋,或许真的能成为人类的未来。
图片_未标注均来自TU/e官网


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