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3D打印—>未来城市?

在孤独的外星表面,黑夜即将降临,缺少没有工人,没有建材,缺乏设备,那该如何赶紧建好一间庇护所?
一些硬科技公司给出了自己的答案—
3D打印技术。

3D打印的现实
2018年,法国南特市的诺丁先生(Nordine)携妻子和3个孩子乔迁新居。他们的新家是一幢长弧形、面积95平方米的四居室单层建筑,艺术范儿十足。这幢房子是3D打印出来的,诺丁先生一家由此成为世界上首户入住3D打印房屋的家庭。


房屋室外

房屋室内


同年,荷兰开始建设小型3D打印居住社区,共有5栋可供出租的3D打印房屋。


2019年11月,中建二局华南公司广东建设基地在3天内多了一座7.2米高的二层小楼。是全世界不用拼装、在现场直接将主体打印成形的建筑,也是一栋首次运用这项技术并成功完成的双层建筑。


美国德克萨斯州首府奥斯汀,一个由大型建筑 3D 打印机打印出来的100多个建筑组成的社区已经在”路上“了,当它欢迎住户的那一天,可能会变成世界上最大的全3D打印住宅社区。


3D社区鸟瞰

社区效果图


如今在美国,除了奥斯汀外,在南加州也将有一个全3D打印小区,已经在运营中。建筑商将它规划成一个高档社区,还要做全美第一个零排放的3D打印小区。


社区全景

3D打印出来的住宅,还是很不错的



作为基建狂魔的中国自然是不会落后的——
在疫情期间,如中国Winsun这样的公司定制化地快速高效打印隔离房。疫情后,隔离房可以组装改造成其他用途;如果嫌其他用途不好,直接把3D房子运回WinSun,破碎、分级、研磨、高温处理后再打印出新建筑。
那3D打印的房子会被市场接受么?


实际上,3D房屋的销售已悄然兴起,2021年2月,纽约长岛一栋面积150平方米的3D房屋正式面向大众挂牌,售价29.9万USD,约是是同档次住宅的一半。
上市后来看房的人络绎不绝,两个月后即被售出。

3D打印的城市,即将到来了!

3D打印其技术
当然,3D打印早已不是什么新鲜事了。
各行各业的人可能都接触过这种东西:在电脑中画个模型,喷嘴就开始一层一层地工作,喷出光敏树脂、金属粉末、石膏等,很快就能将电脑中的模型原原本本地制造出来。

建筑师们也不甘落后,设计出了这样一种3D打印体系:
采用一个几厘米粗的喷嘴,像普通3D打印那样一层一层地挤出特制的混凝土来。混泥土在空气中迅速硬化形成强度,并在上面覆盖新的一层,层与层之间连接紧密,进而逐渐打印出整座建筑。


一层一层挤出混凝土的现场

3D打印的全貌


3D打印混凝土最关键的技术,就是其
如何在没有钢筋的配合下保持抗弯能力。
为此,工程师们向材料中掺加了一定量的玻璃纤维、复合塑料纤维等。这种掺加了纤维的混凝土具有了一定的抗拉性能,不会像传统混凝土那样抗压能力很厉害却一掰就断。虽然与钢筋仍有一定的差距,但强度上是绰绰有余的。


并且,3D打印使用的混凝土还可以吸纳多种工业垃圾。像各类矿山尾矿、高炉矿渣、建筑废料等材料,经过预先精确的研究后,都可以掺入3D打印混凝土中。
其实从中世纪以来,人类的住宅的建造技术并没有实质性的变化,并且随着时代的发展越来越显得昂贵与不环保。传统的建造过程需要大量熟练工人,复杂设备,以及高能耗、建材等等;3D建筑打印公司的优势,就是尝试结合3D机器人、数字软件和先进材料等技术,来重塑住宅建筑行业。



半自动化的泥瓦匠和砌砖机器人,
使用了AI,机器人技术和3D打印技术等组合技术,
其工作速度比人类的快六倍。
这一项技术是下一代城市建造的基石技术。
首先,它很环保。
传统的建筑行业会造成大批量的建筑垃圾,建筑噪音。3D打印更精准的预估施工所需材料的数量,因而造成更少(贴近于0)的建筑垃圾。另外3D打印因为是模块化吊装组合,也降低了建筑施工的噪音,更绿色环保。

新加坡一项研究发现,使用3D打印技术建造浴室的二氧化碳排放量比传统建造方法少86%,建造成本少25%,在可持续性和能源自给方面全面碾压传统建造手段。
而且,3D打印很灵活,
可以与数字建模工具无缝衔接,用极其精确的方式重塑设计中最精妙的细节,用几天时间就可以为你建造出一个想象中的独一无二的建筑,这样建筑设计师们就可以肆意地发挥自己的灵感与才华了;


此外,3D打印让现场施工经济实惠、环保快速
与传统的施工形成了极大的对比。特别是相比于传统的建筑工地导致的建筑工人伤亡,3D打印的房屋显然更为安全
甚至,NASA都希望能够就地取材,利用月壤甚至是火星的橙色尘土来快速打印出太空基地。


3D打印的未来
从社会角度来看,
3D打印有可能为市场提供更多更可负担的住房,从而在一定程度上解决了“房价高”的问题。
Lennar是全美第二大建筑商和房地产公司,该公司认为“劳动力和建材短缺是造成许多美国家庭无法实现自有住房梦想的两大因素。”
劳动力短缺是全球的一个共性问题,原因之一就是老龄化问题。2020年全美房屋建筑商协会(NAHB)的一项调查显示,85%的建筑公司都认为寻找工人是他们面临的最大困难,这直接让美国的房屋供应“明显不足”。
3D打印技术有望解决这一问题,它在材料、人工等方面都非常有优势。当然,目前可能3D打印的“美式住宅”可能并不比普通房屋便宜,但随着技术的提升,在未来非常有希望达到规模化与低成本,形成可持续的商业模式。
3D打印房屋只是前进的一小步。
更远的一个未来是,用生物材料和3D打印机打造循环型城市。


目前为止,很多构建城市的材料在使用后都被丢弃了,这造成了大量的浪费,带来了难以处理的垃圾。其实,这中间很多的材料,通过处理后,都可以作为3D打印的材料。
如果我们要重新审视自然与人类的联系,就需要让城市里的资源可以循环使用起来。





未来,我们将使用3D打印机和可重复使用的材料来构建组成城市的各种元素,例如汽车、轮船等交通工具,房屋、咖啡馆和商业设施等建筑物,甚至桥梁和隧道等建筑。
我们相信,3D打印城市+循环城市终有一天会实现的。

题图及内文图片基于CC0协议
如有疑问,请与我们联系。
本文参考(向上滑动浏览更多🙋🏻‍♂️):

https://tech.ifeng.com/c/7rhLUxyuajU

https://nypost.com/2021/11/09/worlds-largest-3d-printed-neighborhood-comes-to-texas/

https://www.cnn.com/2021/03/18/business/california-3d-printed-neighborhood-trnd/index.html

https://www.latimes.com/business/story/2021-03-10/rancho-mirage-lands-the-countrys-first-3d-printed-housing-community




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