3D打印机走进建筑领域（一）“建设”实物大小的住宅

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利用三维数据制作立体模型的3d打印机在建筑领域也开始采用。3D打印机能在短时间内打印复杂的曲面，利用这个特点，其用途将不仅限于模型制作，海外还在推进利用巨型3D打印机制造实物尺寸住宅的项目。

图1地板与天花板的板坯交织 计划用巨型3D打印机施工的“景观房”。据设计人员介绍，价格为330万欧元起。“还能进行构造计算”（资料：Universe Architecture）

构想：“建设”整座实物大小的住宅，用固化剂凝固砂状粉末

建造类似于“莫比乌斯带”（把纸条扭转180°后，两头再粘接起来的纸带圈）般的住宅〔图1〕——荷兰设计事务所Universe Architecture的建筑师Janjaap Ruijssenaars计划用3D打印机实现这种凭借以往的模板和预拌混凝土浇灌难以施工的住宅。

这座被称为“景观房”的样板房利用巨大的3D打印机“D-SHAPE”施工，该打印机最大可打印纵横大约6m见方的物体〔照片1〕。D-SHAPE由意大利Dinitech公司开发。使利用石膏粉等造型的3D打印机直接实现了大型化。

照片1可打印实物大小的物品 意大利Dinitech公司工厂内的巨型3D打印机“D-SHAPE”。右侧是用D-SHAPE制作的雕塑（除特别标注外，照片均由家入龙太拍摄）

首先，以5㎜的厚度一层一层均匀铺洒沙状粉末。然后，从上面沿着建筑物的截面通过喷嘴喷洒以海水为原料的液状固化剂。利用化学反应使粉末凝固〔照片2〕。

照片2 通过化学反应凝固粉末 像沙子一样的造型材料（左）和以海水为原料的固化剂（右）。固化剂的味道像卤水

据Dinitech公司介绍，该3D打印机目前多用来制作公园等设置的雕塑和人工珊瑚礁等。还能制造桌子和长凳等家具。由于该产品可打印人工难以实现的复杂立体形状，委托该公司进行生产的订单从欧洲各国纷至沓来。

用于向贫困层提供住宅

美国南加州大学正在开发名为“Contour Crafting”的技术。首先，利用以一定高度沿着墙壁内外面移动的喷嘴喷出凝固前也能成型的预拌混凝土，以几厘米的厚度快速垒积。然后，在墙壁内部用预拌混凝土以之字形打印桁架状加强筋〔图2，照片3〕。该视频最近在互联网上非常火。

图2整栋造型 利用南加州大学正在开发的“Contour Crafting”打印实物住宅的示意图（资料由南加州大学提供）

照片3以桁架状加强墙壁内部 墙壁的制作实验。原理类似于小型、高速化的滑模（资料由南加州大学提供）

有一种连续制造房屋外壁等的“滑模”施工法。先向移动式模板内浇灌混凝土，混凝土凝固后滑动模板，再浇灌上层的混凝土。

Contour Crafting是使滑模小型化，让喷嘴高速移动浇灌混凝土的技术。沿着房屋墙壁的截面，一层一层堆积混凝土的样子与3D打印机一样。南加州大学打算用Contour Crafting建设一整栋住宅。

用3D打印机制造房屋模型时比较困难的是窗户和门等的开口部。普通3D打印机是另行打印“支撑材料”，在打印过程中，用来临时支撑开口部上方的材料。而Contour Crafting考虑了在开口部上端架设横梁，然后在上面堆积混凝土的方法。

南加州大学认为，将来Contour Crafting将在发展中国家等为向贫困层提供廉价住宅做出贡献。因为利用Contour Crafting不但建筑自由度高，还能以最少的施工人员和短工期建造住宅。

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