科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
2021北京國際設(shè)計周熱度持續(xù)升溫，9月22日，隨著本屆國際設(shè)計周在通州區(qū)張家灣設(shè)計小鎮(zhèn)北京未來設(shè)計園區(qū)宣布開幕，一系列設(shè)計領(lǐng)域的主題展覽、博覽會、主題論壇、探訪之旅等活動將相繼展開，其中建筑雙年展尤為矚目。此次雙年展以“未來·家園”為主題
2021北京國際設(shè)計周熱度持續(xù)升溫，9月22日，隨著本屆國際設(shè)計周在通州區(qū)張家灣設(shè)計小鎮(zhèn)北京未來設(shè)計園區(qū)宣布開幕，一系列設(shè)計領(lǐng)域的主題展覽、博覽會、主題論壇、探訪之旅等活動將相繼展開，其中建筑雙年展尤為矚目。
此次雙年展以“未來·家園”為主題，舉辦了17個專題展覽，專題展包括綠色低碳、北京市智慧生活實驗室、無障礙智慧生活等。在建筑雙年展一角，“機器人3D打印混凝土建造”吸引了不少參觀者的目光。
機器人？3D打印？混凝土建造？
將三種不同命題混合在一起的技術(shù)
究竟是什么樣子？
又有何功能呢？
“3D打印”雖不是一個新概念，但混凝土“3D打印”對不少人而言還是頭一次聽說，展覽中，雖然由于空間有限，無法將涉及到的機器和成果搬至館內(nèi)，但相關(guān)展板上關(guān)于清華大學(xué)徐衛(wèi)國教授團隊通過混凝土3D打印建造的“名場面”可謂比比皆是。
農(nóng)宅、步行橋、書屋……機器人3D打印混凝土建造技術(shù)的應(yīng)用著實令人驚艷：
機器人3D打印混凝土 農(nóng)宅
此前，河北下花園武家莊農(nóng)戶住宅已通過3D打印建成，該農(nóng)宅功能合理、形象美觀、結(jié)構(gòu)堅固、生態(tài)節(jié)能。
該項技術(shù)由徐衛(wèi)國教授跨學(xué)科團隊自主研發(fā)，它基于數(shù)字建筑設(shè)計方法及機器人自控系統(tǒng)、將3D打印技術(shù)與特種混凝土材料技術(shù)相結(jié)合，是一種創(chuàng)新型房屋智能建造技術(shù)，這一技術(shù)的優(yōu)勢在于省人力、高效率、造價低、高質(zhì)量，并且在可實現(xiàn)傳統(tǒng)的房屋造型設(shè)計建造的同時，還可實現(xiàn)各種優(yōu)美的不規(guī)則曲面形體的建造。
“機器臂3D打印混凝土移動平臺”的組成包括可移動機械臂及3D打印設(shè)備、軌道及可移動可升降平臺、拖掛平臺等。
3D打印設(shè)備中，機械臂及打印前端被安置在升降平臺上、并可在該平臺上移動，而打印材料、上料攪拌泵送一體機則安置在拖掛平臺上。
該打印平臺只需2人在移動平臺上操作按鈕，即可完成整棟房屋的打印建造，它充分集成并簡化了混凝土3D打印的工藝，最大可能地減少了打印建造過程中的人力投入。
機器人3D打印混凝土 書屋
機器人3D打印混凝土?xí)萦纱蛴C器人及打印材料建造，是上?！八囆g(shù)之橋”空間的一部分，可用于圖書展示、學(xué)術(shù)討論、新書分享會等活動，同時也是一件藝術(shù)作品。
該書屋的設(shè)計起于概念草圖，之后根據(jù)使用需求實體建模，并進行空間形體及結(jié)構(gòu)合理性推敲確定實施模型，其后通過打印路徑規(guī)劃及打印程序編寫完成數(shù)字文件，再以此數(shù)字文件驅(qū)動機器人3D打印設(shè)備進行混凝土材料的逐層堆疊打印，從而建成這一曲面形體的圖書小屋。
▲團隊自主研發(fā)的纖維混凝土，其間不加鋼筋、建造中不用模板
▲項目鳥瞰
▲書屋外觀
該圖書小屋總面積約30平方米，可容納15人進行各種活動。
在未來，每一個緊跟時代發(fā)展的主題，都將借由雙年展的舉辦而展開討論，擴展學(xué)科邊界的同時，也進而挖掘人居環(huán)境創(chuàng)建的深層含義。機器人3D打印混凝土建造以及一系列實踐項目，系統(tǒng)展示從設(shè)計生成、模型建立、路徑規(guī)劃、操作程序，到打印過程、打印成果等創(chuàng)新型房屋建造及環(huán)境建設(shè)途徑，也必將成為“未來?家園”專題展中一項重要角色。
金同東