PC建筑说 —— 3D打印怎么样玩转现代建筑

日期: 2024-03-12 15:46:27 作者: 手机壳打印

  近年来,随技术不断成熟,3D打印的应用场景慢慢的变多,例如利用树脂、纤维等材料3D打印出的服饰,又或是以牛上脑肉为原料3D打印做成的面……“万物皆可打印”的时代已悄然来临。

  在建筑界,不用一砖一瓦、通过3D打印技术盖房早已在摸索中不断前行,加速商业落地。那么问题来了,3D打印建筑背后究竟是什么原理?

  其实,我们大家可以将3D打印技术理解为 “分层打印,逐层叠加”——即首先是根据CAD等建模软件所得出三维模型数据,通过运行程序将材料分层打印输出并逐层叠加,最终将计算机上的三维模型变为建筑实物。这一过程和制作汉堡的过程有些类似,先把面包皮、肉饼做好,再层层堆叠成型。

  作为全球建筑革命的热点,3D打印改变了传统的建筑施工工艺,它具有快速、精确、节省成本等优势,对于改善建筑行业有巨大的潜力。本期PC建筑说,让我们一览3D打印建筑的风采。

  这栋位于沙特首都利雅得市西北部Shams Al Riyadh的三层别墅,是达兰卡地产3D打印建筑系列中的首个作品,总高度达到9.9米,是世界上最高的现场3D打印建筑。

  该建筑采用3D打印技术现场打印而成,全程仅需3个工人监工,耗时26天,实际做到了“又快又省”,在时间、人力、运输三个层面上降本增效。此外,沙漠地区夏季酷热难耐,施工常常要搭建巨型帐篷避暑作业,而使用3D打印机器,工人只需要在阴凉室内操控机器即可,无需顶着烈日施工。从这一角度看,3D打印的运营也不失为一种“高温友好”的建造方式。

  值得一提的是,达兰卡地产在沙特率先引进混凝土3D打印(3DCP)技术,并将其应用到房地产市场中。混凝土3D打印是一种未来打印技术,不但可以提高建设效率,还有极强的设计灵活性,业主可以“私人定制”房屋材料款式,如果不满意还能重新调整架构。该技术将进一步促进房地产市场转型,最终提高每个沙特国民的生活质量。

  2023年7月,在德国南部城市海德堡 ,号称“欧洲最大的3D打印建筑”正式竣工。该建筑也被人们称作“颠覆传统的建筑”,其施工速度之快与人力成本之低,让人印象深刻。

  该建筑使用BOD2 3D建筑打印机来打印墙壁,根据计算,打印全部的墙体只需140个小时,相当于每小时能打印超过4平方米的建筑物。

  德国海德堡数据中心建造方股东Cobod公司指出:“这个独特的项目突出了3D打印建筑的两个主要优势。即施工速度和设计自由度。”该3D打印数据中心项目在德国引起了广泛关注,并被认为是未来数据中心建设的一个重要里程碑——它不仅展示了技术的创新应用,还为数据中心行业带来了更具可持续性和高效性的解决方案。

  这栋位于泰国沙武里的3D打印办公空间,由泰国暹罗水泥集团(SCG)建造,拥有兼具原生态纹路肌理与科技感的外墙造型。

  上图的“科技感肌理”外墙造型由精密的3D打印设计建造而成,材料经参数化程序设计出特定肌理,使每层材料都能在1厘米的高度上打印。整个打印时长为169小时,即整个建筑外墙仅需1周就可以完成打印。此外,建筑使用再生混凝土进行了部分打印,废料约占最终结构的十分之一。回收的混凝土废料不但没改变结构的任何关键属性,还能够在项目中加入环保元素。

  2014年成立以来,暹罗集团一直都是3D打印建筑的主要玩家。当时,该集团就开发出了由水泥粉末、回收材料和天然纤维混合而成的3D打印专用水泥砂浆材料。除了上文提到的联合办公空间外,暹罗水泥集团还打印出过如Helix-家庭茧、Triple-S、Y-Box Pavilion 21世纪洞穴等令人印象非常深刻的作品。

  据Research and Markets的研究显示,3D打印在过去十年中迅猛发展,年复合增长率高达91.5%。目前,全球范围内3D打印建筑行业的发展总体正处于探索和培育阶段,虽然市场占有率较小但增速快。

  在中国,首例有居民入住的3D打印建筑出自清华大学徐卫国教授及团队,位于河北乡武家庄,建筑面积106平方米,使用的是机器人3D打印混凝土技术。此后,慢慢的变多的3D打印建筑涌入人们的视野。

  近年来,国家陆续出台各类政策,从工艺技术发展、材料标准等方面逐步推动3D打印建筑的市场化,使其慢慢的变成为实现绿色低碳建造的重要一环。

  近年来,在“双碳”目标的指导下,保利资本着力打造“低碳智慧人居”的产业链链长,努力实现低碳领域与产业链的紧密联系和资源整合。面对日渐增长的低碳化、智慧化的行业需求,保利资本持续在对产业链进行牵引与产业升维,为行业的“可持续发展”提供全面支持。

  其中,保利资本不仅通过布局工业物联网平台厂商雪浪云、工业软件供应商数码大方、基建数智化应用厂商云建信等众多优秀企业,在智能低碳建造有关技术上持续发力;还投资绿色环保涂料固克节能、钢结构深化设计果芯数创等新材料、建筑科技项目,致力于挖掘更多有价值的企业,加快建筑产业链的绿色转型,实现高质量发展。

  未来,保利资本将积极顺应行业发展需求,深化以资产为轴的投资策略,充分释放产业链上下游的绿色价值,加速打造“低碳智慧新型不动产生态圈”,推动产业链的转型升级。

  锐力斯3D打印:《技术|泰国暹罗水泥集团最新3D打印建筑:采用玻璃钢混凝土,更轻更坚固》

  华经产业研究院:《2020年中欧建筑3D打印行业市场现状分析,3D打印建造发展的潜在能力巨大》

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