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這都是最近發(fā)生的事情,不到一年前,一個(gè)法國(guó)家庭成為世界上首個(gè)住進(jìn)3D打印房屋的家庭。在短短20年時(shí)間里,這項(xiàng)以前看起來(lái)頗為遙遠(yuǎn)夢(mèng)幻的新技術(shù)發(fā)展迅速,并可能為全球住房危機(jī)作出貢獻(xiàn)。
中國(guó)盈創(chuàng)(WinSun)是第一家建造3D打印房屋的公司。在2013年,它可以在24小時(shí)內(nèi)打印十座房子。這些房子需要人工組裝,因?yàn)樗鼈兪窃诠S統(tǒng)一打印再運(yùn)往各項(xiàng)目相應(yīng)的城市。2017年,舊金山創(chuàng)業(yè)公司Apis Cor在一天內(nèi)完整打印出了一套成本約為1萬(wàn)美元的房子。另一方面,迪拜已經(jīng)計(jì)劃至2025年,城市中25%的新建筑都用3D打印技術(shù)完成。這項(xiàng)計(jì)劃旨在推動(dòng)阿聯(lián)酋和迪拜成為3D打印技術(shù)中心,并讓迪拜成為在民用3D打印建筑領(lǐng)域的佼佼者。
與此同時(shí),NASA舉辦了一個(gè)競(jìng)賽來(lái)鼓勵(lì)建筑師和工程師去探索在外太空進(jìn)行可居住宅建設(shè)的可能性和方法。其獲勝者開(kāi)發(fā)了一個(gè)玄武巖制成的3米高3D打印試驗(yàn)品。玄武巖是來(lái)自火星的天然材料,可進(jìn)行生物降解和循環(huán)利用。月球殖民計(jì)劃的主要障礙之一是進(jìn)行材料運(yùn)輸?shù)某杀竞停深A(yù)見(jiàn)的)把工作人員帶到施工現(xiàn)場(chǎng)的困難。而使用原生材料以及計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人進(jìn)行3D打印就可以避免這些障礙,并打造起適合人類居住的結(jié)構(gòu),甚至是環(huán)境系統(tǒng)。NASA目前正在支持一個(gè)可行性工作室以確認(rèn)在月球殖民的可能性。
通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的程序來(lái)搭建起混凝土三維形狀的3D打印設(shè)備為民用建筑提供了一種經(jīng)濟(jì)快捷的方法。只需要少數(shù)工作人員在平板電腦上進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,一臺(tái)機(jī)器就能讓層層混凝土逐步變成一座房屋的墻體。這個(gè)過(guò)程由三部分組成:準(zhǔn)備數(shù)據(jù),混合混凝土,以及打印。在民用建筑領(lǐng)域,3D打印尤為擅長(zhǎng)打造有復(fù)雜幾何形狀的構(gòu)件。當(dāng)然,它還有更多的優(yōu)勢(shì)。由于縮短了建造時(shí)間,這項(xiàng)技術(shù)保證了耗能,成本和建筑廢料的減少。盡管如此,與其他任何創(chuàng)新一樣,它離成為一項(xiàng)可行,有持續(xù)性,并被廣泛使用的技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走。
盡管有些人認(rèn)為3D打印難以取代傳統(tǒng)建筑方法,但很顯然,這項(xiàng)技術(shù)提供了頗為實(shí)用的解決方案。除了前面提到的3D打印能制作前所未有的復(fù)雜形狀之外,它還能應(yīng)對(duì)災(zāi)難。每當(dāng)颶風(fēng)或地震摧毀基礎(chǔ)設(shè)施,并使成千上萬(wàn)人無(wú)家可歸的時(shí)候,3D打印機(jī)能快速重建橋梁,公路和住宅。最后,基于它的低成本和高效率,3D打印房屋可以成為社會(huì)住宅項(xiàng)目的實(shí)用選擇。以下列舉的是一些大規(guī)模3D打印的特點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn)
降低誤差幅度:3D打印的大部分工作都是由軟件和機(jī)器完成的,因此可以降低誤差幅度以及出現(xiàn)計(jì)劃外失誤的機(jī)會(huì)。
降低成本:相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù),第一座3D技術(shù)建造房屋的成本下降了20%。按照預(yù)測(cè),在5年內(nèi),下降幅度將達(dá)到25%,而在10到15年內(nèi),這個(gè)數(shù)字是40%。這主要是因?yàn)榧夹g(shù)會(huì)隨著經(jīng)驗(yàn)的豐富而更加成熟和便宜。
快速打印墻體
使用環(huán)保材料的可能:3D打印機(jī)可以結(jié)合多種材料,例如沙子,混凝土,纖維和可回收材料。
缺點(diǎn)
3D打印機(jī)目前只能打印墻體:基座,管道,門(mén)窗和所有其他構(gòu)件還是需要另外生產(chǎn)。打一個(gè)可居住3D打印房屋的建造只用了54個(gè)小時(shí),但它要完全建成還需要多花四個(gè)月。
初始高投入:把3D打印機(jī)器帶入建筑行業(yè)要求的初始投資資金非常高,很多公司都因?yàn)檫@一點(diǎn)面臨著挑戰(zhàn)。
人工:人工在項(xiàng)目操作上占據(jù)了很重要的作用,所以缺少能力具備的人員在市場(chǎng)上也許也是一個(gè)難題。在施工現(xiàn)場(chǎng)管理,安裝和維護(hù)一個(gè)3D打印機(jī)需要在輔助性組織,人員培訓(xùn),以及運(yùn)輸和儲(chǔ)存研究方面都進(jìn)行大力投入。因此,有效使用這個(gè)技術(shù)存在一定困難。
高度:這個(gè)技術(shù)目前還不能支持樓層太高的建設(shè)。
翻譯:黃瀚筠
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