趙雷《畫(huà)》里的房子，3D打印幫你造出來(lái)

“為冷清的房子畫(huà)上一扇大窗，再畫(huà)上一張床…”在歌手趙雷的歌曲《畫(huà)》中有這么一支神奇的畫(huà)筆，可以肆意勾勒出自己想象中的家。在現(xiàn)實(shí)中，也有這么一支神奇的“畫(huà)筆”——3D打印，它可以隨時(shí)隨地圓你平地起高樓的夢(mèng)想。

2021年5月12日，南極熊獲悉，建筑材料專家拉法基豪西（Lafarge Holcim）的公司津巴布韋拉法基水泥（Lafarge Cement Zimbabwe）將使用凝土3D打印技術(shù)在津巴布韋建造經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的低碳房屋。這個(gè)項(xiàng)目旨在解決津巴布韋長(zhǎng)期以來(lái)住房和學(xué)校基礎(chǔ)設(shè)施短缺的問(wèn)題，預(yù)計(jì)將于今年晚些時(shí)候開(kāi)始建設(shè)。

公司負(fù)責(zé)人表示：“為展示3D打印的功能，津巴布韋拉法基水泥將在Knockmalloch建造10個(gè)單元，這是根據(jù)目前正在進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)適用房項(xiàng)目而定。項(xiàng)目將由福特公司提供資金開(kāi)展，以見(jiàn)證和體驗(yàn)這種創(chuàng)新技術(shù)的能力，并且可以預(yù)見(jiàn)，這將吸引更多項(xiàng)目來(lái)使用這項(xiàng)技術(shù)提供價(jià)格合理的住房�！�

△14Trees正在使用3D打印來(lái)解決非洲的住房和基礎(chǔ)設(shè)施短缺問(wèn)題。圖片來(lái)自14Trees。

滿足非洲負(fù)擔(dān)得起的住房需求

津巴布韋拉法基水泥將在項(xiàng)目期間使用由拉法基豪西公司的子公司14Trees開(kāi)發(fā)的混凝土3D打印技術(shù)，他們是與英國(guó)公共影響投資商CDC Group合資成立的。
通過(guò)使用Lafarge Holcim的專有漿料，這種3D打印技術(shù)有望顯著減少建造房屋和學(xué)校的時(shí)間和成本。該項(xiàng)目最初始于馬拉維，在那里建造了第一座樣房。房屋的墻壁僅用了12個(gè)小時(shí)就被打印完畢，而第一所原型學(xué)校則用了18個(gè)小時(shí)被打印完了。

據(jù)報(bào)道，除了加快建造新建筑的速度之外，14Trees公司的3D打印技術(shù)還通過(guò)優(yōu)化材料的使用將碳排放量減少了多達(dá)70％，可用于建造新房屋。

中東非洲地區(qū)負(fù)責(zé)人兼拉法基豪西執(zhí)行委員會(huì)成員Miljan Gutovic在12月表示：“我們對(duì)合資公司14Trees的工作感到非常興奮，它在3D打印技術(shù)方面進(jìn)行了創(chuàng)新，以加快從房屋到學(xué)校的可負(fù)擔(dān)得起的可持續(xù)建筑，這是我們致力于為人類和地球建設(shè)的一個(gè)很好的例子�！�

這項(xiàng)技術(shù)最初在項(xiàng)目的第一階段在馬拉維部署，然后推廣到肯尼亞和津巴布韋。Lafarge Holcim最近在津巴布韋開(kāi)設(shè)了新的耗資280萬(wàn)美元的干粉砂漿廠，該廠將生產(chǎn)當(dāng)?shù)亟ㄖ��?xiàng)目所需的3D可打印油墨。

Lafarge Holcim的3D打印技術(shù)

Lafarge Holcim在項(xiàng)目中使用的具體3D打印工藝包括一臺(tái)3D打印機(jī)和一個(gè)機(jī)械臂，該機(jī)械臂將專有漿料沉積到最終構(gòu)成建筑物墻壁的圖案化層中。該公司的技術(shù)和專有建筑材料還參與了其他幾個(gè)3D打印建筑項(xiàng)目。例如，在過(guò)去的兩年中，該公司一直與GE可再生能源和丹麥3D打印建筑公司COBOD合作開(kāi)發(fā)3D打印“最高記錄”的渦輪塔。去年，兩位合作伙伴成功打印了一座10米高的渦輪機(jī)塔，該項(xiàng)目的環(huán)境效益最近在氣候峰會(huì)上由喬·拜登總統(tǒng)向世界領(lǐng)導(dǎo)人展示。

Lafarge Holcim還獲得了3D打印40米行人天橋的設(shè)計(jì)建造合同，為巴黎2024年奧運(yùn)會(huì)做準(zhǔn)備。這個(gè)項(xiàng)目是由土木工程公司Freyssinet，Levigne和Cheron Architects，計(jì)算和人工智能（AI）公司Quadric以及大型3D打印公司XtreeE投資創(chuàng)建，后期將通過(guò)共同合作來(lái)實(shí)現(xiàn)混凝土3D打印的完全實(shí)用化。

Lafarge Holcim之前參與了一個(gè)3D打印合作研發(fā)項(xiàng)目，項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的3D打印系統(tǒng)和建筑材料。Lafarge Holcim還與西班牙建筑公司3D CONS展開(kāi)合作，希望研究出能夠通過(guò)3D打印來(lái)實(shí)現(xiàn)未來(lái)的建筑施工，修復(fù)和保溫隔熱自動(dòng)化。

更為復(fù)雜的混凝土3D打印技術(shù)

目前，混凝土3D打印的案例大都集中在大型混凝土打印系統(tǒng)制造房屋結(jié)構(gòu)上，這種打印系統(tǒng)往往需要具有相當(dāng)大的噴嘴以實(shí)現(xiàn)大流量，以相當(dāng)快速且可重復(fù)的方式鋪設(shè)混凝土層。但是，對(duì)于真正復(fù)雜的具體工作，要充分利用3D打印的功能，則需要更加靈活，觸感更好的東西。荷蘭的Vertico公司向我們展示了混凝土3D打印可以制造更為復(fù)雜的模型，通過(guò)機(jī)械臂控制的打印機(jī)可以做出極為復(fù)雜的立體模型。

△機(jī)械臂混凝土打印機(jī)（圖片來(lái)源：Vertico）

如上圖所示，打印機(jī)系統(tǒng)由多種選項(xiàng)組成，包括選擇小型或大型機(jī)器人（從一些機(jī)器人供應(yīng)商處選擇）。其他選項(xiàng)包括固定式或軌道式機(jī)器人，加速/標(biāo)準(zhǔn)噴嘴以及安全圍欄或光幕的選擇。他們的新混凝土打印廠于2020年初開(kāi)業(yè)。

同時(shí)該公司參與了許多項(xiàng)目，包括各種藝術(shù)裝置和拓?fù)鋬?yōu)化的橋梁。

△經(jīng)過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化的橋梁（圖片來(lái)源：Vertico）

在下圖中我們可以看到一個(gè)更復(fù)雜的案例，這個(gè)模型是一個(gè)顯示著編織圖案的花瓶，我們甚至可以看到混凝土的細(xì)節(jié)。

△混凝土花瓶（圖片來(lái)源：Vertico）

從房屋到橋梁，乃至生活的擺件，我們都可以憑借3D打印去創(chuàng)造出來(lái)。但不得不承認(rèn)的是，混凝土3D打印的房屋后期結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、粉刷和裝修等過(guò)程都需要考慮到，目前尚未針對(duì)3D打印技術(shù)形成一套規(guī)整的房屋建造流程來(lái)匹配。因此，距離3D打印造房真正在我們的生活中實(shí)現(xiàn)，仍然還有很長(zhǎng)的路要走。但愿真的有那么一天，我們真的可以在一個(gè)湖光盈盈的岸邊，隨時(shí)隨地造上那么一棟想象中的房。