科技改變生活 · 科技引領未來
科技改變生活 · 科技引領未來
來源：一起設計3D打印最早出現于20世紀90年代，是一項利用光固化和紙層疊等方式實現快速成型的技術，近幾年在生活中許多領域獲得非常廣泛的應用，尤其在建筑領域，3D打印技術可通過簡單經濟的材料快速建造出成型實體，與電腦連接后，打印機內的可粘合
來源：一起設計
3D打印最早出現于20世紀90年代，是一項利用光固化和紙層疊等方式實現快速成型的技術，近幾年在生活中許多領域獲得非常廣泛的應用，尤其在建筑領域，3D打印技術可通過簡單經濟的材料快速建造出成型實體，與電腦連接后，打印機內的可粘合材料通過一層又一層的打印方式將設計圖紙變為實體建筑。
在施工階段3D打印可有效控制施工誤差與提高效率，精確度可控制到毫米級別，打印過程中可隨時終止，再次打印時也可實現精確定位到之前的打印位置。保證建筑施工的質量和安全。
3D打印可直接在模型文件上進行編輯修改，并能實現多色打印和增加透明材質、金屬等其他元素。
其中最常用的"油墨"是一種經過特殊玻璃纖維強化處理的混凝土材料，其強度和使用年限大大高于鋼筋混凝土?？招牡膲w不僅大大減建筑本身重量，還可填充保溫材料，強度和實用性均符合且高于國家建筑行業標準。
3D打印技術今后的發展將更為多元化，促使建筑設計朝著智能化方向不斷發展，建筑施工更加節約材料并大幅度降低施工難度，提高施工效率和質量，在未來的發展中具有非常良好的發展前景。
今天將介紹5個3d打印的項目，帶大家了解并感受打印建筑的獨特魅力。
01
HOUSE ZERO
現代牧場式住宅設計設計丨 Lake | Flato地區丨德克薩斯州奧斯汀
建筑工作室Lake Flato和建筑技術公司ICON在德克薩斯州東奧斯汀的一個單戶住宅區完成了一座3D打印的零能耗現代牧場式住宅，用了不到兩周的時間打印成型。
其墻壁由專有的水泥基材料、“lavacrete”、絕緣材料和用于加固的鋼材共同制成。建造系統取代了多步驟的傳統建筑系統，節省了時間和成本。
設計師通過引入溫暖木材來平衡灰冷色調的 lavacrete 打印墻面，在柔和燈光下相互融合。
住宅起居空間的正立面由半圓形的 Lavacrete 墻所包裹，墻壁間鑲嵌玻璃，虛實結合的同時也保持視線通透。
平屋頂由橫貫房屋的木椽子支撐，伸出的懸空木面可作為夏日的遮陽篷。
車輛通過側面路徑駛入半開放式車庫▽
“House Zero 讓工作室以全新的框架詮釋了我們以人類和自然為中心的設計理念，” Lake|Flato 的合伙人 Ashley Heeren說道。
△建筑構成系統分析圖
重達 9,500 磅的 Vulcan 系統以精確的技術快速地對房屋進行批量 3D 打印，并使用 ICON 開發的移動設備應用程序進行操作。
ICON的Vulcan 建筑打印系統▽
Lavacrete 是一種類似水泥的物質，既不透氣，又能提供較高的絕緣性，一層一層地對建筑物進行 3D 打印。
“如果您可以在打印機的一次打印中打印出相當于覆層、護套、熱斷裂、結構模板和內部飾面的等價物，那么您可以在工作現場消除許多單獨的材料和施工步驟。”ICON 負責人說道。
打印墻壁用鋼材加固▽
零之家共擁有三間臥室、一個單床、兩個半浴室，柔和的 Lavacrete 外墻與周邊木質的內墻、天花板及過梁相互映襯。
入口的弧形墻面引領住戶進入室內▽
墻面狹窄的開口打破擋堵界面，也可提前瞥見室內場景。
獨特的墻面肌理、木長條天花及柔軟的紡織地毯為室內空間增添豐富的細節。
客廳空間家具的材質、色彩與周邊墻體天花協調一致，大氣且充滿格調。
客廳左側的相鄰弧面空間內擺放圓形餐桌組合，透過長矩形落地窗可望向室外景色。
窗邊幾株盆栽為室內增添活力▽
沙發后側為開放式家庭辦公區，一旁白色布簾與室外露臺相互隔開。
定制的書桌組合與墻面完美貼合，圓形吊燈為桌面提供集中光源。
與主臥相連的獨立書房▽
另一間臥室空間小巧精致，給人一種溫馨舒適的感受。
床頭燈和墻面掛設的兩幅裝飾藝術畫呈現對稱美感。
通過曲線切割的定制木材家具邊緣與3D 打印墻面層優雅結合。
自由流動的弧形墻面▽
美觀又實用的雙洗漱臺▽
02
East 17th Street Residences
待售住宅社區設計丨 Logan Architecture and ICON地區丨德克薩斯州奧斯汀
Logan Architecture工作室和建筑科技公司ICON用合作建造的3D 打印住宅社區已在德克薩斯州奧斯汀完成，成為美國第一批待售的 3D 打印房屋。每棟房屋都有一層使用增材制造技術建造的底層，使其面對極端天氣時更加堅固。
住宅開發項目包括兩間二居室住宅和兩間四居室住宅，打印每間房屋大概需要 5 到 7 天。
ICON表示：“3D 打印技術提供了更安全、更有彈性的房屋，這些房屋的設計能夠比傳統建造的房屋更好地抵御火災、洪水、風和其他自然災害。”
建造過程▽
四個 3D 打印房屋均具有一致的外部和內部特征，黑色立縫金屬外墻面覆蓋建筑上層和屋頂，首層門廊天花則采用溫暖的紅雪松木面。
這些房子的室內空間均由奧斯汀的克萊爾·辛內克設計完成。開放式起居空間選用柔和的中性色調，搭配復古木質櫥柜、質感編織地毯與綠色植物，愜意十足。
木飾面的吊頂和無主燈的設計，讓客廳更顯簡約▽
廚房配有木制櫥柜和大理石臺面，腳下為耐臟的混凝土地面板，無水箱熱水器和可變容量交流系統等設施有效提高了能源效率。
中島臺旁搭配三把質感滿滿的棕皮質吧臺椅，兩盞球型吊燈十分精致。
定制廚具無縫銜接至弧形墻面▽
每個房間都擁有充足的采光，主臥空間的天花板掛設兩用的白色吊扇燈具，節能又環保。
03
Tecla House
低碳粘土小屋設計丨 Mario Cucinella Architects and WASP地區丨意大利馬薩倫巴達
建筑工作室Mario Cucinella Architects和3D 打印專家 WASP 合作創建了一個使用粘土3D 打印的低碳房屋范例——Tecla房子， 作為生態可持續性研究項目之一。
WASP使用來自附近河床的粘土進行建造，其外殼的幾何形狀可根據不同類型的生土和不同氣候條件進行調整和修改，最終形成可回收、低碳、適應氣候的住宅。
“TECLA 房屋在日益嚴重的氣候緊急情況、大規模移民、對可持續住宅有需求或面對全球住房緊急的情況下可快速得到運用?！盡ario Cucinella Architects 工作室說道。
共計60平方米的房屋高 4.2 米，包括起居空間、廚房和睡眠區，屋頂配有采光的圓形天窗。
弧形墻面的玻璃拱門開口作為房屋主入口▽
屋頂上最窄的地方安裝了大型圓形天窗，讓光線全天進入空間，夜晚圓窗邊緣的光圈燈具也為室內提供均勻照明。
一年四季天窗下的光影在房屋內墻面四處游弋▽
內部裸露的墻面展示有機美感，柳葉狀墻拱連接不同功能區域。
部分家具同樣使用當地采購的泥土打印而成，并設計為可重復使用或回收的產品，實現循環價值。
俯瞰天窗▽
兩個相連的圓頂形體量外墻由 350 層 3D 打印粘土堆疊而成。
粘土排列在起伏面層中，不僅提供結構穩定性，而且還起隔熱作用。
房屋使用多級模塊化 3D 打印機構建，該打印機使用兩個同步臂，每個臂有 50 平方米的打印區域，可以同時打印模塊。
通過使用這項技術住宅模塊可以在 200 小時內建成，并平均消耗 6 千瓦的能源，幾乎完全減少了典型的建筑垃圾。
“通過我們今天可用的技術改造這種古老的材料來塑造未來，將成為真正的非凡舉措?！惫ぷ魇覄撌既思鎰撘饪偙O Mario Cucinella 補充道。
04
Casa Covida
沙漠實驗小屋設計丨 Emerging Objects地區丨美國科羅拉多州
美國工作室Emerging Objects在 Covid-19 疫情期間為一對同居夫婦建造一座用3D 打印的土坯制實驗房屋—Casa Covida，供兩個人在冠狀病毒大流行期間單獨生活在一起，共由三個房間組成。
“下雨、下雪或需要保持室內溫度時，可在上方豎起一個充氣的粉紅色屋頂從外面看，這種色彩繽紛的添加物使這座小屋看起來“像一朵盛開的仙人掌”。Emerging Objects 說道。
土坯墻由沙子、淤泥、粘土和水制成，使用三軸 SCARA（選擇性順應性關節機械臂）打印，并在陽光下晾干和硬化。
中央體量設有一個開放式壁爐，用于烹飪食物和在寒冷的夜晚取暖。用當地采購的云母粘土 3D 打印的炊具取自新墨西哥州普韋布洛陶器的形式。
在臥室空間覆蓋著羊皮、編織油條毛毯和靠墊，這些都是 Emerging Objects 與當地織布工Joshua Tafoya合作設計的。
弧形墻面上的方型小窗戶與外部環境保持聯系▽
第三個空間設有一個下沉式浴缸，周圍環繞著黑色閃亮的滾落河石，浴缸從含水層中汲取水。
浴缸上方的圓形開口向天空開放▽
05
Mars Dune Alpha
模擬火星棲息地設計丨 BIG and ICON地區丨美國得克薩斯州
受年好萊塢電影《火星救援》的啟發，ICON宣布將與bjarke ingels group (BIG)為 NASA在美國宇航局的約翰遜航天中心提供一個3D 打印的“火星沙丘阿爾法”棲息地，模擬一個真實的火星棲息地，以支持長期的探索級太空任務。
在其中進行三個為期一年的火星表面任務模擬序列，以此評估 NASA 的太空食品系統、未來太空任務的身體和行為健康及績效結果。
火星沙丘阿爾法棲息地的生活將類似于生活在未來火星表面棲息地的人們的預期體驗。四個私人船員宿舍將位于棲息地的一端；專用工作站、醫療站和食品種植站位于對面，中間有共享的生活空間。
△棲息地平面圖
ICON 的下一代“vulcan”建筑系統將建造由bjarke ingels group (BIG)設計的 1,700 平方英尺的結構。
ICON 的聯合創始人兼首席執行官 jason Ballard 評論說： “這是人類建造的最高保真度的模擬棲息地，進一步向我們說明3D打印建筑是人類在地球上和去月球、火星停留工具的重要組成部分。”
NASA正在招募參與者在3D 打印棲息地內進行為期一年的模擬模擬太空行走、科學研究和使用VR等任務，幫助宇航員了解他們實際在那里時將面臨的挑戰。
未來感十足的工作空間▽
推拉門后的控制室▽
生活區的拱形外殼結構垂直分割的不同天花板高度突出了每個區域的獨特體驗，以此避免空間單調和船員疲勞。
功能齊全的生活空間▽
美國宇航局將利用“火星沙丘阿爾法”棲息地的模擬研究來告知風險和資源交易，以支持宇航員在火星上的長期生活和工作。
李悅