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3D 打印在建筑领域有怎样的运用?

3维打印用来盖房子,个人以为最基本困难只有一个:尺寸。2维打印大家都常用,一个最根本的常识就是,输出尺寸越大,打印机本身就越大。很明显,打印机的喷头活动范围要能够覆盖全幅的输出尺寸,那么必然会大一圈。在 ...
3维打印用来盖房子,个人以为最基本困难只有一个:尺寸。

2维打印大家都常用,一个最根本的常识就是,输出尺寸越大,打印机本身就越大。很明显,打印机的喷头活动范围要能够覆盖全幅的输出尺寸,那么必然会大一圈。

在3维打印领域,这意味着:打印机需要比你的豪宅大一圈。

针对打印机尺寸这个问题,我看到的主要有三个解决方向:

1. 全尺寸打印。
来狠的,就是往大了造,所谓人有多大胆,地有多大产。
例如这家:D-shape。welcome to D-Shape
他们的机器一个比一个大,所以也比较糙。
09年在伦敦听过他们的讲座,谈到他们当年已经成功的把打印dpi(每英寸像素数)从6提高到8,下一年的目标是12。笑喷了。
这个方向的限制很明显:机器越大越难制造,更重要的是机器越大,打印精度和打印速度就会越差。所以现阶段的单一打印主要是解决3d打印房屋的一些基本问题:材料,控制,精度等。

2. 分段组装式打印。
建筑模块化,在工厂里每块打印好,最后一起现场组装。好处是解决了房子尺寸的限制,缺点是现场的组装工作又涉及到劳动密集型,提高了成本。
例如这家:Softkill Design. softkilldesign.com/
他们的一个原型房屋,正在准备做全尺寸的,由厂家赞助。别看结构花里胡哨跟盘丝洞似的,其实是分段打印现场装配的。所以材料的选择和结构的轻量化(可以减低现场人工)成为要点。

3. 群组机器人集合打印装配。
我个人比较看好的方式。就是一堆小机器人跟蜜蜂似的共同执行任务(比如打印一整个房屋)。这样机器人的尺寸跟房屋尺寸无关,可以非常小(甚至可以飞起来,在三维中协调工作,比如瑞士的ETH在做这方面的研究);同时机器人的智能要求也可以大大降低。这种自组织自协调的群体智能方式也是现在人工智能的研究方向。
这个照片可以看到一个小机器人在建筑的墙上跑,边跑边打印。会有很多这样的小机器人一起跑来跑去,把建筑打印完成。

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实际的建筑方式会是以上各种技术和新技术的综合体。比如最近炒得很热的关于Norman Foster事务所(北京T3航站楼设计者)跟欧洲航天部门合作,设计的在月球上的宇航员基地的案例,采用3D打印技术。

基本原理是用一个充气结构当基础,然后在充气结构表面喷涂某种月球轻质材料,喷完了以后就把充气结构放气拿出来,之前喷涂的材料形成一个拱状壳体提供基本维护。模拟图中可以看到好几个小机器人在屋顶跑来跑去,采用的也是群组机器人打印的技术。

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