産生背景
3D打印技術出現在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等方式實現快速成型的技術。它與普通打印機工作原理基本相同,打印機内裝有粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,與電腦連接後,通過一層又一層的多層打印方式,最終把計算機上的藍圖變成實物。自行車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品,需要較大的打印機和更大的放置空間,這一技術如今在多個領域得到應用,人們用它來制造服裝、建築、汽車等。
技術簡介
美國南加州大學工業與系統工程教授比洛克·霍什内維斯一直在研究一種新工藝。這種新工藝使打印技術在不到20小時的時間内建造一幢面積2500平方英尺的建築。該項目獲得美國宇航局和美國軍方的支持和資助。霍什内維斯相信他的項目可以幫助全大約10億世界急需改善住房條件的人提供足夠住房。他把該工藝稱為“輪廊工藝”,并且很希望在将來某天看到成為現實。
“輪廊工藝“的概念在設計上很簡單,但是實施起來相當複雜。該工藝由一個巨型的三維擠出機械構成。它的操作很像日常見到的打印機操作原理,不過有一個明顯不同的地方:它擠出是混凝土。
在“輪廊工藝”系統的擠壓頭上使用齒輪傳動裝置來為房屋創建基礎和牆壁。它的原理跟使用泥造磚極戎相似,建成的建築能夠抵擋地震和其他自然災害。霍什内維斯稱使用該工藝不僅造價便宜、快速建造,而且對環境友好,建設造價和材料大幅度降低。
首個打印建築
2013年1月,一位荷蘭的建築師就表示他們希望能用3D打印技術建造一棟建築,該工程預期能在2014年完工。這位建築師名叫簡加普·魯基森納斯(Janjaap Ruijssenaars),來自荷蘭的宇宙建築公司。他的3D打印建築項目是Europan競賽的參賽部分,該競賽允許超過15個國家的建築師在兩年的時間内建造建築以參與評獎。
建造
簡加普·魯基森納斯會與意大利發明家Enrico Dini(D-Shape 3D打印機發明人)一同合作,他們計劃打印出一些包含沙子和無機粘合劑的6×9(米)的建築框架,然後用纖維強化混凝土進行填充。這次需要用到的3D打印機也十分龐大,是由意大利發明家Enrico Dini設計出來的“D-Shape”,可以使用砂礫層、無機粘結劑打印出一幢兩層小樓。最終的成品建築會采用單流設計,由上下兩層構成。
莫比烏斯環屋
魯基森納斯表示:“它将是一個‘莫比烏斯環’(möbius band)式的建築,稱為“莫比烏斯環屋”。天花闆延伸成為地闆,建築内部則可以延伸成為外牆。采用了創新的3D技術進行打造,因此它将成為一座兼具延伸性和适用性的建築。”