用于可持續(xù)架構(gòu)的 3D 打印：建筑中的零浪費，但形狀完美、快速高效

3D 打印技術(shù)使建筑行業(yè)更容易適應(yīng)不斷變化的條件。AI 表項目是一個真正的符號。原材料價格上漲、供應(yīng)鏈脆弱、時間壓力加大以及環(huán)保意識最大：

建筑業(yè)正面臨著各種層面不斷變化的條件。盡管這個行業(yè)的工作流程數(shù)字化正在推進，但迄今為止，它更注重規(guī)劃和管理任務(wù)，而不是從設(shè)計到實際結(jié)構(gòu)元素的端到端數(shù)據(jù)驅(qū)動流程。先進的 3D 打印為面向未來的建筑項目奠定了必要的基礎(chǔ)。

事實上，這些分支桌腿背后的理念不僅基于人類的創(chuàng)造性思維，還基于歐特克Fusion 360軟件的人工智能功能，結(jié)合了強大的3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)的金屬鑄造。這個想法誕生于新加坡建筑智能研究實驗室（AIRLAB），這是新加坡理工大學(xué)的設(shè)計研究實驗室，在那里討論了在使用最少材料的同時可靠地吸收桌面結(jié)構(gòu)力的想法。選擇的材料變成了青銅。因此，由聚甲基甲基酸酯（短PMMA）制成的正圖案被3D打印出來，然后由德國著名的藝術(shù)鑄造廠Strassacker將圖案轉(zhuǎn)換成鑄件。為了鑄造零件，鑄造廠將 PMMA 圖案塑造成符合高精度規(guī)格的陶瓷外殼。和最終產(chǎn)品可能出現(xiàn)的纖維一樣，在穩(wěn)定性方面，這些表腿完全等于堅固的構(gòu)造。由于人工智能輔助設(shè)計和印刷鑄造，材料投入顯著減少，從而產(chǎn)生了差異。

纖維家具設(shè)計作為 3D 打印建筑元素的榜樣

在來自西班牙的建筑學(xué)教授卡洛斯·巴翁和來自阿根廷的費利克斯·拉斯帕爾的指導(dǎo)下，AIRLAB致力于通過技術(shù)支持和盡量減少原材料的使用來實現(xiàn)高性能建筑。重點是數(shù)字設(shè)計和制造方法，如結(jié)構(gòu)優(yōu)化和 3D 打印，Baón 和 Raspall 希望在其中牢固樹立建筑世界中的可持續(xù)性理念。表腿是在voxeljet的支持下創(chuàng)建的，它為各種類型和尺寸的設(shè)計和建設(shè)項目形成了藍圖。

"3D 打印為我們提供了從數(shù)字優(yōu)化結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造真實產(chǎn)品的機會，而這種結(jié)構(gòu)很難常規(guī)制造。"

Carlos Ba?ón, Co-Founder and Director - AIRLAB – Singapore

“3D 打印讓我們有機會從數(shù)字優(yōu)化結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造真正的產(chǎn)品，”Carlos Baón 解釋道。”在傳統(tǒng)制造工藝中，不可能根據(jù)軟件在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、重量減輕和高性能方面產(chǎn)生的值創(chuàng)建真實可用的組件。另一方面，憑借先進的 3D 打印技術(shù)，這很容易實現(xiàn)。Felix Raspall 補充道：”在建筑中，設(shè)計過程傳統(tǒng)上從概念草圖開始，然后導(dǎo)致一個技術(shù)含量很高的項目，最終進入生產(chǎn)階段。通過將算法融入設(shè)計階段，將 3D 打印融入制造階段，我們開辟了完全不同的創(chuàng)意維度，具有新的形式和材料自由度水平。

"3D 打印為建筑世界帶來可持續(xù)性"

對于建筑師和AIRLAB聯(lián)合創(chuàng)始人卡洛斯·巴翁來說，有一件事是肯定的：”可持續(xù)發(fā)展是本世紀(jì)最緊迫的挑戰(zhàn)，建筑業(yè)在這方面起著重要而重要的作用——僅僅是因為它的規(guī)模和產(chǎn)品壽命。研究人員將印刷鑄件作為傳統(tǒng)制造工藝的替代品，認(rèn)為將與生產(chǎn)相關(guān)的能源消耗降低到4%至21%的潛力，最大的影響來自對原材料運輸需求的大幅減少。好像這還不夠，F(xiàn)elix Raspall 還看到 3D 打印為建筑界帶來了前所未有的精度：”3D 打印在醫(yī)療技術(shù)或航空航天等領(lǐng)域尤其受歡迎，因為那里需要一毫米分?jǐn)?shù)的最高精度。在建筑學(xué)中，這種適應(yīng)性迄今很少重要，但在未來，3D 打印中可實現(xiàn)的結(jié)果可能會帶來難以想象的新設(shè)計。

3D gedrucktes PMMA-Modell für Feinguss von Tischbeinen

3D gedruckte Modelle von voxeljet für Kustfeinguss

現(xiàn)在：想大點！

AI 桌項目是一個家具項目。雖然腿部的尺度使得它們不適合最直接的金屬打印技術(shù)，但表的實際意義和代表什么可以很好地縮放。建筑的可持續(xù)性更高。”AI 表具有功能設(shè)計，能夠傳輸所需的負載。這是一個示范，設(shè)計，優(yōu)化和制造技術(shù)可以投入到創(chuàng)造性的行動。”從當(dāng)前的趨勢（如人口結(jié)構(gòu)變化）來看，我們需要創(chuàng)造性的行動來克服未來的挑戰(zhàn)。在 AIRLAB，我們研究數(shù)字技術(shù)，通過實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)材料使用減少到必要用途的設(shè)計。縱觀整個建筑，有很多機會挑戰(zhàn)當(dāng)前建筑范式的統(tǒng)治。

將來，3D 打印中可實現(xiàn)的結(jié)果可能會帶來難以想象的新設(shè)計。

費利克斯·拉斯帕爾，聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事 - AIRLAB – 智利

例如，3D 打印元素已在各種建筑工地上證明其實用性。在傳統(tǒng)建筑中，近 80% 的材料用于天花板結(jié)構(gòu)。通過將人工智能軟件、3D砂印和混凝土鑄造相結(jié)合，這種材料消耗也可以非常有效地針對。還有很多改進的余地，這正是卡洛斯·巴恩和費利克斯·拉斯帕爾想要的。兩位建筑學(xué)教授在工作過程中已經(jīng)嘗試了多種3D打印技術(shù)，他們首先接觸了voxeljet開發(fā)的為AI表項目生產(chǎn)投資鑄造模型的過程?，F(xiàn)在，他們已經(jīng)在進行下一個項目，這與拋光青銅沒有多大關(guān)系，而是與固體混凝土鑄造有關(guān)。