▲建筑業(yè)的3D打印不受規(guī)模限制，可以讓建筑商在各種環(huán)境中實現(xiàn)從民宅到公共建筑再到混凝土珊瑚礁等多種復雜形狀的建構。展臂技術公司（Branch Technology）供圖。

不久之前，建筑業(yè)的3D打印還只有少數(shù)愛好者在探討，而且僅限于設計競賽的領域。如今，那種情況已經(jīng)一去不復返了。

比如，在6月份的時候，埃因霍溫科技大學（Eindhoven University of Technology）宣布了“里程碑項目”。這是一項用3D打印的方法構建由Houben & Van Mierlo Architecten設計的一系列方尖碑形狀的混凝土房屋的計劃。該大學把這個項目譽為“世界上第一個基于3D打印的商業(yè)住宅項目。”

建房只是市場的一個方面，根據(jù)一家行業(yè)報告的預測，建筑業(yè)3D打印的市場將從2017年的7000萬美元增長到2027年的400億美元。

3D打印以實現(xiàn)復雜形狀的構建，可完成在危險或偏遠地區(qū)的建筑作業(yè)，還能減少材料浪費和現(xiàn)場施工的成本，好處之多，不勝枚舉。隨著3D打印軟件和設備的改進，無論是傳統(tǒng)建筑公司還是初創(chuàng)企業(yè)，它們都認識到3D打印有著為真實世界進行制造的潛力。下邊是一些震撼整個行業(yè)的例子。↓

▲MX3D利用機器人、專有軟件和焊接機器建造了一座40英尺長（約12米）的橋梁。該橋梁將跨越阿姆斯特丹市最古老的運河之一 — Oudezijds Achterburgwal運河。Thijs Wolzak/MX3D供圖。

·案例1：橋梁·

很長一段時間以來，3D打印項目的大小受到打印機尺寸的限制。但荷蘭公司 MX3D使用六軸工業(yè)機器人、專有軟件和存儲著用很細的熔融鋼絲制成的不銹鋼的焊接機器，建造出了一條長達40英尺（12米）跨越Oudezijds Achterburgwal 運河的智能型人行天橋。

這座橋是由Joris Laarman實驗室與Arup合作設計的，得到了歐特克、阿塞洛米塔爾鋼鐵集團（ArcelorMittal）、Heijmans、聯(lián)想（Lenovo）和其他合作伙伴的支持，目前正在倫敦帝國理工學院進行結構驗證測試。

這座橋梁將于10月在荷蘭設計周展出，如果一切按計劃進行，將于2019年在阿姆斯特丹安裝。

▲作為在“YRYS概念房屋”項目中18個合作伙伴之一的 XtreeE，為實驗性住房結構創(chuàng)建了支柱（如圖所示）和穿孔墻體。XtreeE供圖。

·案例2：民宅·

對于3D打印的房屋，建筑公司爭先恐后地將其冠以形容詞的最高級形式：規(guī)模最大、建造得最快、最便宜、最節(jié)省材料等。這種設計正在從全球各個角落涌現(xiàn)出來，例如俄羅斯的Apis Cor公司建造出了斯巴達式混凝土房屋，該公司還聲稱，建造這個房屋只用了24小時，花費也只有1萬美元；中國一家名字叫“盈創(chuàng)”（Winsun）的公司用一臺巨大的廢品回收打印機制造出了一座五層公寓樓。

最令人感興趣的項目之一是由18家合作公司共同建造的“YRYS概念房屋”。這些合作伙伴包括法國的建筑公司Maisons France Confort和大型3D打印機公司XtreeE。

XtreeE的聯(lián)合創(chuàng)始人Jean-Daniel Kuhn指出，法國的建筑史很大程度上是由混凝土來定義的：現(xiàn)代建筑大師勒·柯布西耶的首選材料是bétonbrut（法語的“生混凝土”），是粗野派建筑的基礎。但是XtreeE的管理原則之一就是要大幅度地減少混凝土的消耗。Kuhn說，“作為混凝土關鍵成分的水泥在生產(chǎn)時要排放出全球二氧化碳排放量的8％。混凝土雖說是一種很棒的材料，但我們很想看看是否能以更好的方式來使用它：只有從結構的角度看確實有必要時才會使用。”

▲XtreeE和Seaboost在多孔混凝土“礁石”中模擬了不規(guī)則的隧道形狀，以鼓勵無家可歸的海洋物種返回。XtreeE供圖。

·案例3：人造珊瑚礁·

XtreeE還在生產(chǎn)“世界上第一個3D打印的混凝土人造礁石”。XtreeE與海洋工程公司 Seaboost合作，設計并制造了一個多孔混凝土系統(tǒng)，以恢復離法國南部海岸不遠的地中海蔚藍海岸國家公園內一處已經(jīng)消失的生態(tài)棲息地。

Kuhn說，3D打印出的人工礁石的不規(guī)則隧道形狀已被建模，這是為了鼓勵魚類、藻類、軟體動物和珊瑚種群的回歸。20世紀70年代和80年代，這些物種的數(shù)量由于馬賽市的污水排放開始下降。“礁石”復制了原始石灰?guī)r基質的口袋和洞穴，為易危物種提供了保護，使其免受捕食生物的侵害。

雖然Kuhn說3D打印造價不菲，但這種情況正在發(fā)生變化，因為政府的政策開始推動市場的轉變— 例如阿拉伯聯(lián)合酋長國在2030年前將所有新建筑的25％交付3D打印的項目以及英國的“國家增材制造戰(zhàn)略”。“我認為3D打印正在發(fā)生的變革與BIM（建筑信息模型）發(fā)生的變革有些相似，”庫恩說，“它對節(jié)約材料的影響如此巨大，以至于政府開始認同，‘從環(huán)境的角度來看，這樣做還是有意義的。’”

▲N納什維爾的20英尺（約6米）高的 OneC1TY網(wǎng)格式貝殼形狀的結構可以承受一英尺（約30厘米）厚的積雪和每小時90英里（約145公里）的大風。展臂技術公司（Branch Technology）供圖。

·案例4：亭臺和殼形演出舞臺·

通過一個被稱為蜂窩制造（C-Fab）的過程，位于田納西州的展臂技術公司（Branch Technology）可以將建筑軟件模型從大部分平臺（歐特克的 AutoCAD、Revit以及Maya）轉換為自由形式的網(wǎng)格結構。然后，這些中空結構由算法控制的機器人打印并用作模架，將傳統(tǒng)建筑材料填充進去。

據(jù)報道，該公司于2018年6月為位于那什維爾為的OneC1TY推出了世界上最大的3D打印結構，一個直徑為42英尺（約13米）、高度為20英尺（約6米）的殼形演出舞臺。這個結構是受休斯敦開發(fā)商劍橋公司委托并與CORE Studio的Thornton Tomasetti 合作進行設計和制造的。這一輕質碳纖維結構符合納什維爾對建筑的規(guī)定 — 必須能夠承受一英寸（約2.5厘米）積冰、10-12英寸（約25-30厘米）積雪和每小時90英里（145公里）風力的負荷。

雖然初步分析表明這種大跨度需要鋼結構支撐，但隨后的研究表明，除地基之外，曲線性幾何設計有可能不需要使用鋼材。這意味著該項目有可能保持在預算范圍內 — 其成本大約是同類鋼結構成本的一半。

Boyd說，“參數(shù)化建筑能做出一些非常有趣的事情，但它只限于效果圖或‘明星建筑師’做的每平方英尺（約0.1平方米）要花費800到1500美元的項目。我很高興能夠將這些創(chuàng)意設計納入正常的建筑預算之內。”

原文作者：Jeff Link

Jeff Link畢業(yè)于愛荷華大學寫作班“作家工作坊”，曾獲埃迪記者獎提名。作品發(fā)表于《景觀建筑雜志》、gb&d雜志、歐特克旗下Redshift網(wǎng)站、《美國建筑商季刊》等。

來源：歐特克大世界