3D打印技术想必大家都不陌生，3D打印技术在建筑行业的应用日趋广泛。用计算机设计三维立体建筑的图纸，通过BIM管理系统，在工地现场或工地工厂输送到数字控制的大型3D建筑打印机里，在现场进行打印配筋装配，来建造符合现行规范的建筑构件和建筑体，并广泛应用于住宅打印、功能用房、可移动式建筑的构造、市政工程、公共设施、主题场馆建筑、河道生态环境治理等领域。大型的3D建筑打印机，正在逐步成为未来主流的建造方式。


3D建筑打印技术的出现和利用已经很早就被世人认可，但是它却从来都是封闭在工厂的大墙之内，而今天跟大家介绍的这六款3D打印机绝对可以打破你对传统3D打印技术的想象。

一、Apis Cor

世界上最大的3D打印建筑

这是由一家来自美国旧金山的Apis Cor公司开发的3D打印机，具有体积小、打印效率高、运输便利、高标准全自动化控制系统等优势，一小时内就可以完成安装调试工序。Apis Cor可以在两到三天内打印出一套标准房屋的墙体，而传统的方法需要一个月才能完成。

位于迪拜Al Warsan的3D打印的两层建筑

这是迪拜市政建筑的试点项目，它高9.5 m，总建筑面积为640平方米，是目前世界上最大的3D打印建筑。大楼整体采用Apis Cor公司的3D打印机建造而成，据了解，Apis Cor有三名工人在现场操作机器，整个项目耗时三周。除了铺设基础，增加窗户，门和屋顶以及布线等外，建筑工人还添加了钢筋和人工浇筑的混凝土，以进行结构支撑。





来源：Apis Cor
与传统的建筑方法相比，3D打印技术更加节省成本。据统计，使用传统方式建造这个大楼预计要250万迪拉姆，但用3D打印技术，造价就不到100万迪拉姆。同时，建筑废料减少了60％，建筑人工量也减少了50%。

二、“盖亚”打印机

绿色建筑领域的重大成就

WASP是一家意大利的3D打印机厂商，WASP Crane是模块化的3D打印机，可以建造各种形状和尺寸的房屋。WASP Crane 3D打印的第一个建筑结构是微型3D打印居民房，这座叫做Gaia（盖亚）的房屋采用天然材料混合打印而成，这种混合材料取自周围地区的土壤以及农业生产的废料（如切碎的稻草和稻壳等）。



使用天然材料如稻米废料是盖亚制造中不可或缺的一部分



稻壳用于隔离盖亚模型房屋的墙壁



此外，房屋的墙体上有垂直的空穴，里面填满了稻壳，以此进行隔热。建筑的墙体被设计成复杂的几何特征，目的是为了嵌入传统构造难以复制的自然通风和热声系统。该房屋具有超高能效，并且不需要暖气和空调，因为它在冬季和夏季都能保持屋内温和舒适的温度。



墙体内填满稻壳进行隔热
外部墙体一共花费了十天的时间来制作，总的材料成本大约是1000英镑，这些建筑材料很容易组装和拆卸，并且可以采用模块化的方式设置多个以建造更大的建筑结构。



“盖亚在能源方面表现非常出色，几乎没有环境影响。”WASP开发团队表示。由此可见，Crane WASP为3D打印建筑提供了一个创新的方案，并且代表了绿色建筑领域的一项重大成就。

三、The BOD

欧洲第一座3D打印建筑

丹麦的COBOD公司一直致力于3D打印建筑领域的研究，2017年，他们就已经建成了欧洲第一座3D打印建筑——“The BOD”大楼。2018年，他们推出了BOD2 3D打印机，这是一种用于龙门架系统的更新版本。






BOD 2打印机，来源：COBOD
BOD 2能够打印宽达12米，长27米，高9米的建筑物。每层超过300平方米的三层建筑可以用打印机一次完成，打印速度高达每分钟18米。此外，这台打印机是模块化的，因此它易于维护、移动和安装，并且可以使用任何类型的混凝土和砂浆进行制作。



很多3D打印的建筑一直存在的问题就是打印完墙面很粗糙，因为当挤出物以管状叠放在一起时，就会形成粗糙的墙体外观，后期需要进行处理才能使墙体光滑，以此才能为抹灰做准备。为了解决这个问题，COBOD团队设计了一种巧妙的襟翼，使挤出物形成的侧面能够垂直且平坦。






BOD 2打印机目前还在不断的进行优化，COBOD创始人表示，在3D建筑打印方面，他们正在全新的水平上开拓更多的应用领域。

四、MAXI

被装在集装箱内的打印机

这是由法国Construction 3D公司开发的一款具有整体功能的3D打印机，与其它打印机不同的是，它是被装在一个20英尺的集装箱内的，因此，可通过移动集装箱在各个现场快速、低成本的打印建筑。






来源：Construction 3D
整个系统由一个搅拌泵站、一个控制系统和一台打印机器组成。MAXI3D打印机带有伸缩臂，其卷曲的能力经过优化，可以紧凑且大批量打印建筑，一旦打印完成，它就可以直接从建筑现场里面出来。






此外，机器的液压系统十分坚固，足以应付施工现场的任何意外状况。



该打印机还配有一个控制模块，里面包含专门为这台机器开发的软件，通过它简单的配置文件，你只需单击几下即可开始启动打印。



这家公司的目标是为混凝土3D打印建筑提供一套整体解决方案，以实现在全球范围内快速、安全和低成本地建造3D打印建筑。

五、HadrianX

两天盖一栋楼的砌砖机器人

还有一家处于创新前沿的公司是澳大利亚的Fastbrick Robotics，他们发明了"HadrianX"——一款商用的砌砖机器人。它可以一天24小时不间断工作，每小时能砌1000块砖，两天内就能砌完一栋房子。



HadrianX打印机，来源：Fastbrick Robotics
与传统上使用水泥不同，HadrianX使用建筑胶固定砖石。Fastbrick Robotics公司称：“通过使用建筑胶代替传统水泥砂浆，HadrianX将最大限度地发挥速度优势，并确保最终建筑结实耐用，热利用率更高。”


HadrianX可以处理不同大小的砖头，也可以切割、研磨砖头。它的机械臂与主体相连，机械臂末端有机械手，可以用于抓取砖头，并按照顺序摆放它们。3D计算机辅助设计系统可绘制出住宅形状和结构，机器人就可以计算出每块砖应放置的位置。HadrianX的机械手也可以使用砂浆或粘合剂，因此根本不需要人类参与建筑。它还可以为管道和电线预留空间，如果有必要，甚至能扫描和切割砖头大小、形状等。






此外，HadrianX还具有动态稳定技术，该技术可在其他环境因素下对风振做出反应，从而立即实现对物体的精确定位。



Fastbrick Robotics公司认为，HadrianX的建造速度更快，精度更高，且建筑废料更少，这为建筑商和购房者节省了大量资金，它将有望彻底改变建筑行业！

六、Vulcan II

无家可归者的避难所

2019年3月，总部位于奥斯汀的建筑技术公司ICON和美国的奥斯汀市启动了改革经济适用房的计划。ICON公司的第一台商用建筑打印机——Vulcan II，专门设计用于更快，更经济地生产弹性单层建筑，并具有更多设计自由度。



Vulcan II打印机，来源：ICON
Vulcan II将占地面积扩大到大约2000平方英尺，并具有可调节的宽度（以适应不同的板坯尺寸），并且可以在定制拖车中运输而无需组装。由于自动化，机电一体化和一套专业软件的改进，Vulcan II可以由任何接受过基础培训的人操作。






此外，ICON还创造了专有的混凝土材料，它称之为“Lavacrete”，这种材料专门针对气候和位置，可快速印刷美观、结构合理、并且低成本的房屋。



ICON公司还与非营利组织"New Story"建立了多个合作伙伴关系，New Story是一个非营利组织，Vulcan II部署在拉丁美洲，为目前生活在赤贫和临时不安全住所的家庭建立了一个由50个家庭组成的社区。此外，在与另一家为无家可归者服务的非盈利性组织Mobile Loaves&Fishes的一项合作中，这台打印机被用于为那些无家可归的人在奥斯汀的一个村庄建造了一座家园。






无家可归者之家，来源：Shane Reiner-Roth，摘自《建筑师报》
ICON的联合创始人兼首席执行官杰森巴拉德说：“我们在ICON的使命是重新设想住宅建筑和建筑的方法，并为全世界的每个人提供价格合理，有尊严的住房。我们正处于全球住房危机的中期，并且让旧方法更好一点并不能解决问题。我们对支持ICON的全球投资者团队感到高兴，因为我们认为住宅建筑行业需要完全转变模式。“


由此可见，与传统建造技术工艺相比，3D打印技术在资源与成本消耗、建筑施工效率、人力节省、资源环保等方面有着明显的技术优势，我们可以看到3D打印建筑的巨大发展潜力，相信未来一定会有更多的3D打印建筑出现在我们的视野当中！

3D打印技术想必大家都不陌生，3D打印技术在建筑行业的应用日趋广泛。用计算机设计三维立体建筑的图纸，通过BIM管理系统，在工地现场或工地工厂输送到数字控制的大型3D建筑打印机里，在现场进行打印配筋装配，来建造符合现行规范的建筑构件和建筑体，并广泛应用于住宅打印、功能用房、可移动式建筑的构造、市政工程、公共设施、主题场馆建筑、河道生态环境治理等领域。大型的3D建筑打印机，正在逐步成为未来主流的建造方式。


3D建筑打印技术的出现和利用已经很早就被世人认可，但是它却从来都是封闭在工厂的大墙之内，而今天跟大家介绍的这六款3D打印机绝对可以打破你对传统3D打印技术的想象。

一、Apis Cor

世界上最大的3D打印建筑

这是由一家来自美国旧金山的Apis Cor公司开发的3D打印机，具有体积小、打印效率高、运输便利、高标准全自动化控制系统等优势，一小时内就可以完成安装调试工序。Apis Cor可以在两到三天内打印出一套标准房屋的墙体，而传统的方法需要一个月才能完成。

位于迪拜Al Warsan的3D打印的两层建筑

这是迪拜市政建筑的试点项目，它高9.5 m，总建筑面积为640平方米，是目前世界上最大的3D打印建筑。大楼整体采用Apis Cor公司的3D打印机建造而成，据了解，Apis Cor有三名工人在现场操作机器，整个项目耗时三周。除了铺设基础，增加窗户，门和屋顶以及布线等外，建筑工人还添加了钢筋和人工浇筑的混凝土，以进行结构支撑。





来源：Apis Cor
与传统的建筑方法相比，3D打印技术更加节省成本。据统计，使用传统方式建造这个大楼预计要250万迪拉姆，但用3D打印技术，造价就不到100万迪拉姆。同时，建筑废料减少了60％，建筑人工量也减少了50%。

二、“盖亚”打印机

绿色建筑领域的重大成就

WASP是一家意大利的3D打印机厂商，WASP Crane是模块化的3D打印机，可以建造各种形状和尺寸的房屋。WASP Crane 3D打印的第一个建筑结构是微型3D打印居民房，这座叫做Gaia（盖亚）的房屋采用天然材料混合打印而成，这种混合材料取自周围地区的土壤以及农业生产的废料（如切碎的稻草和稻壳等）。



使用天然材料如稻米废料是盖亚制造中不可或缺的一部分



稻壳用于隔离盖亚模型房屋的墙壁



此外，房屋的墙体上有垂直的空穴，里面填满了稻壳，以此进行隔热。建筑的墙体被设计成复杂的几何特征，目的是为了嵌入传统构造难以复制的自然通风和热声系统。该房屋具有超高能效，并且不需要暖气和空调，因为它在冬季和夏季都能保持屋内温和舒适的温度。



墙体内填满稻壳进行隔热
外部墙体一共花费了十天的时间来制作，总的材料成本大约是1000英镑，这些建筑材料很容易组装和拆卸，并且可以采用模块化的方式设置多个以建造更大的建筑结构。



“盖亚在能源方面表现非常出色，几乎没有环境影响。”WASP开发团队表示。由此可见，Crane WASP为3D打印建筑提供了一个创新的方案，并且代表了绿色建筑领域的一项重大成就。

三、The BOD

欧洲第一座3D打印建筑

丹麦的COBOD公司一直致力于3D打印建筑领域的研究，2017年，他们就已经建成了欧洲第一座3D打印建筑——“The BOD”大楼。2018年，他们推出了BOD2 3D打印机，这是一种用于龙门架系统的更新版本。






BOD 2打印机，来源：COBOD
BOD 2能够打印宽达12米，长27米，高9米的建筑物。每层超过300平方米的三层建筑可以用打印机一次完成，打印速度高达每分钟18米。此外，这台打印机是模块化的，因此它易于维护、移动和安装，并且可以使用任何类型的混凝土和砂浆进行制作。



很多3D打印的建筑一直存在的问题就是打印完墙面很粗糙，因为当挤出物以管状叠放在一起时，就会形成粗糙的墙体外观，后期需要进行处理才能使墙体光滑，以此才能为抹灰做准备。为了解决这个问题，COBOD团队设计了一种巧妙的襟翼，使挤出物形成的侧面能够垂直且平坦。






BOD 2打印机目前还在不断的进行优化，COBOD创始人表示，在3D建筑打印方面，他们正在全新的水平上开拓更多的应用领域。

四、MAXI

被装在集装箱内的打印机

这是由法国Construction 3D公司开发的一款具有整体功能的3D打印机，与其它打印机不同的是，它是被装在一个20英尺的集装箱内的，因此，可通过移动集装箱在各个现场快速、低成本的打印建筑。






来源：Construction 3D
整个系统由一个搅拌泵站、一个控制系统和一台打印机器组成。MAXI3D打印机带有伸缩臂，其卷曲的能力经过优化，可以紧凑且大批量打印建筑，一旦打印完成，它就可以直接从建筑现场里面出来。






此外，机器的液压系统十分坚固，足以应付施工现场的任何意外状况。



该打印机还配有一个控制模块，里面包含专门为这台机器开发的软件，通过它简单的配置文件，你只需单击几下即可开始启动打印。



这家公司的目标是为混凝土3D打印建筑提供一套整体解决方案，以实现在全球范围内快速、安全和低成本地建造3D打印建筑。

五、HadrianX

两天盖一栋楼的砌砖机器人

还有一家处于创新前沿的公司是澳大利亚的Fastbrick Robotics，他们发明了"HadrianX"——一款商用的砌砖机器人。它可以一天24小时不间断工作，每小时能砌1000块砖，两天内就能砌完一栋房子。



HadrianX打印机，来源：Fastbrick Robotics
与传统上使用水泥不同，HadrianX使用建筑胶固定砖石。Fastbrick Robotics公司称：“通过使用建筑胶代替传统水泥砂浆，HadrianX将最大限度地发挥速度优势，并确保最终建筑结实耐用，热利用率更高。”


HadrianX可以处理不同大小的砖头，也可以切割、研磨砖头。它的机械臂与主体相连，机械臂末端有机械手，可以用于抓取砖头，并按照顺序摆放它们。3D计算机辅助设计系统可绘制出住宅形状和结构，机器人就可以计算出每块砖应放置的位置。HadrianX的机械手也可以使用砂浆或粘合剂，因此根本不需要人类参与建筑。它还可以为管道和电线预留空间，如果有必要，甚至能扫描和切割砖头大小、形状等。






此外，HadrianX还具有动态稳定技术，该技术可在其他环境因素下对风振做出反应，从而立即实现对物体的精确定位。



Fastbrick Robotics公司认为，HadrianX的建造速度更快，精度更高，且建筑废料更少，这为建筑商和购房者节省了大量资金，它将有望彻底改变建筑行业！

六、Vulcan II

无家可归者的避难所

2019年3月，总部位于奥斯汀的建筑技术公司ICON和美国的奥斯汀市启动了改革经济适用房的计划。ICON公司的第一台商用建筑打印机——Vulcan II，专门设计用于更快，更经济地生产弹性单层建筑，并具有更多设计自由度。



Vulcan II打印机，来源：ICON
Vulcan II将占地面积扩大到大约2000平方英尺，并具有可调节的宽度（以适应不同的板坯尺寸），并且可以在定制拖车中运输而无需组装。由于自动化，机电一体化和一套专业软件的改进，Vulcan II可以由任何接受过基础培训的人操作。






此外，ICON还创造了专有的混凝土材料，它称之为“Lavacrete”，这种材料专门针对气候和位置，可快速印刷美观、结构合理、并且低成本的房屋。



ICON公司还与非营利组织"New Story"建立了多个合作伙伴关系，New Story是一个非营利组织，Vulcan II部署在拉丁美洲，为目前生活在赤贫和临时不安全住所的家庭建立了一个由50个家庭组成的社区。此外，在与另一家为无家可归者服务的非盈利性组织Mobile Loaves&Fishes的一项合作中，这台打印机被用于为那些无家可归的人在奥斯汀的一个村庄建造了一座家园。






无家可归者之家，来源：Shane Reiner-Roth，摘自《建筑师报》
ICON的联合创始人兼首席执行官杰森巴拉德说：“我们在ICON的使命是重新设想住宅建筑和建筑的方法，并为全世界的每个人提供价格合理，有尊严的住房。我们正处于全球住房危机的中期，并且让旧方法更好一点并不能解决问题。我们对支持ICON的全球投资者团队感到高兴，因为我们认为住宅建筑行业需要完全转变模式。“


由此可见，与传统建造技术工艺相比，3D打印技术在资源与成本消耗、建筑施工效率、人力节省、资源环保等方面有着明显的技术优势，我们可以看到3D打印建筑的巨大发展潜力，相信未来一定会有更多的3D打印建筑出现在我们的视野当中！