自支撐結(jié)構(gòu)，WASP完成生態(tài)友好型房屋 "TECLA "的3D打印

2021年1月21日，南極熊獲悉，意大利3D打印機(jī)制造商WASP已經(jīng)完成了生態(tài)友好型房屋建設(shè)的3D打印階段。

這棟全裝配式住宅綽號(hào)為 "TECLA"，使用多個(gè)3D打印系統(tǒng)建造，每個(gè)系統(tǒng)都將天然材料沉積到一個(gè)獨(dú)特的支撐結(jié)構(gòu)中。這座新穎的增材制造棲息地由意大利馬里奧-庫(kù)奇內(nèi)拉建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)，它的建設(shè)是一種概念驗(yàn)證，也是一種新的可持續(xù)住房模式的藍(lán)圖。

Mario Cucinella建筑事務(wù)所的同名創(chuàng)始人Mario Cucinella說(shuō)："這座建筑的完成是一個(gè)重要的里程碑，由于設(shè)計(jì)和技術(shù)的使用，TECLA不再只是一個(gè)理論上的想法，它可以是對(duì)當(dāng)今和未來(lái)生活需求的真實(shí)和可實(shí)現(xiàn)的回應(yīng)。"

"TECLA是對(duì)一個(gè)前所未有的挑戰(zhàn)的實(shí)現(xiàn)，它將打印幾何學(xué)推向了物理極限。"

WASP的建筑資質(zhì)

WASP成立于2012年，使命是開(kāi)發(fā)數(shù)字制造工藝，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

公司最近推出的機(jī)器包括面向生產(chǎn)的Delta WASP 4070 TECH和WASP 2040系統(tǒng)，以及專注于建筑的WASP 3MT CONCRETE。在過(guò)去的18個(gè)月里，WASP還與Cucinella的公司建立了密切的合作關(guān)系，在這種關(guān)系中，WASP一直在尋求為專利技術(shù)尋找建筑應(yīng)用。

2019年10月，兩家公司根據(jù)可持續(xù)發(fā)展學(xué)院建筑專家的研究，開(kāi)始規(guī)劃TECLA生態(tài)屋。WASP還與建筑協(xié)會(huì)建筑學(xué)院合作，確定技術(shù)可以用于解決無(wú)家可歸問(wèn)題的方法。

將這些發(fā)現(xiàn)付諸行動(dòng)，WASP隨后與Rossana Orlandi畫(huà)廊合作，利用Crane WASP系統(tǒng)3D打印 "Gaia "生態(tài)建筑。房子的外殼是用天然土壤的副產(chǎn)品制作的，只用了十天時(shí)間就打印了20平方米厚40厘米的墻體。

△雖然WASP已經(jīng)完成了TECLA大樓的3D打印階段的建設(shè)（如圖），但要到2021年晚些時(shí)候才會(huì)開(kāi)放，圖片來(lái)自WASP

3D打印一個(gè)可持續(xù)的棲息地

在Gaia成功的基礎(chǔ)上，WASP現(xiàn)在又與Mario Cucincella合作，使用完全可回收的材料制造TECLA。建筑師根據(jù)長(zhǎng)期合作伙伴的研究設(shè)計(jì)了TECLA（即技術(shù)和粘土的結(jié)合），目前它正在意大利北部的Massa Lombarda地區(qū)建造。

從本質(zhì)上講，TECLA是一種自支撐的宜居結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)將可重復(fù)使用和可回收的材料（如當(dāng)?shù)氐耐寥溃�層層堆積在一起來(lái)制造。理論上，由此產(chǎn)生的棲息地是完全碳中和的，同時(shí)可以適應(yīng)世界各地任何可以想象的氣候或條件。

為了將設(shè)計(jì)師的想法變成現(xiàn)實(shí)，WASP同時(shí)部署了幾臺(tái)Crane 3D打印機(jī)，這使得它能夠最大限度地減少生產(chǎn)過(guò)程中所需要的人工干預(yù)。WASP的自動(dòng)化方法還能夠最大限度地提高流程的成本效率，同時(shí)減少能源輸出，從而增加了其生態(tài)環(huán)保的資質(zhì)。

在生產(chǎn)過(guò)程中，利用兩個(gè)同步的3D打印臂，和定制軟件進(jìn)行打印控制，不會(huì)相互碰撞，從而將材料進(jìn)行取料、混合和泵入。同步打印方法最終能夠在200小時(shí)內(nèi)創(chuàng)建圓頂形建筑，使用60立方英尺的材料和僅6千瓦的能源。

雖然項(xiàng)目3D打印階段現(xiàn)已完成，但這些可持續(xù)建筑要到2021年春季晚些時(shí)候才能完全安裝并正式啟用。

中國(guó)的3D打印建筑

目前，在上海智慧灣科創(chuàng)園內(nèi)，一座3D打印圖書(shū)屋正在建造中。

△書(shū)屋未完工全貌

從材料測(cè)試、地面基礎(chǔ)、主體打印到電安裝、內(nèi)裝，書(shū)屋建造時(shí)間大約為一個(gè)月。書(shū)屋打印后將有30多平米，可容納15人。在建的3D打印圖書(shū)屋將在2021年1月中下旬對(duì)外開(kāi)放。

沒(méi)有鋼筋的纖維混凝土抗性更好 !

這是上海首個(gè)混凝土3D打印圖書(shū)屋，建成后，將為讀者提供一個(gè)安靜的讀書(shū)氛圍空間，此項(xiàng)目由智慧灣園區(qū)和清華大學(xué)數(shù)字建筑中心一起設(shè)計(jì)，并在園區(qū)內(nèi)共同建造。

△3D打印圖書(shū)屋效果圖

在建期間，清華大學(xué)數(shù)字建筑中心研究助理何雨婷一直駐扎在園區(qū)工作，打印書(shū)屋的機(jī)器前端和一體機(jī)是清華大學(xué)數(shù)字建筑中心自行設(shè)計(jì)的。打印機(jī)器主要由機(jī)械臂、打印前端構(gòu)成，機(jī)械臂前端有打印頭，旁邊放的一體機(jī)主要用于攪拌、泵送混凝土。

△打印機(jī)器

書(shū)屋用的混凝土沒(méi)有鋼筋，加入了纖維作為抗拉材料，性能和普通混凝土性能差不多甚至更好，也防震，這幾天，書(shū)屋正在灌帶有保溫材料的水泥砂漿。清華大學(xué)無(wú)錫應(yīng)用研究院數(shù)字建筑中心技術(shù)員毛描述，如今現(xiàn)場(chǎng)需要4名工人，早上過(guò)來(lái)先清理機(jī)器，準(zhǔn)備打印需要的設(shè)備。

△建設(shè)中的混凝土3D打印圖書(shū)屋

“設(shè)計(jì)師將程序發(fā)過(guò)來(lái)，調(diào)節(jié)完機(jī)器后，我們就開(kāi)始動(dòng)工打印�！泵�宇軒說(shuō)，遇到下雨天，是否動(dòng)工取決于溫度，如果溫度低于零下，混凝土就無(wú)法硬化。在“智慧書(shū)屋”的入口處，放著兩根木柱子抵著吊裝單片墻，何雨婷說(shuō)，正常情況下，這兩根柱子不受力，但一旦墻體出現(xiàn)意外，柱子能夠起到保護(hù)作用。在施工之初，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就在實(shí)驗(yàn)室做過(guò)破壞實(shí)驗(yàn)，測(cè)算出建筑能承受的最大破壞力。

“堆疊式打印”打造圖書(shū)屋外殼肌理感

設(shè)計(jì)之初，團(tuán)隊(duì)來(lái)到場(chǎng)地，看到一塊整草坪中間有幾棵樹(shù)，覺(jué)得樹(shù)中間很適合做書(shū)屋。他們參考了藝術(shù)展上的藝術(shù)品尋找靈感，“像威尼斯雙年展上的一個(gè)建筑師做的展品，它是對(duì)于新材料的嘗試后，產(chǎn)生一種微妙的造型�！焙斡赕谜f(shuō)。

在打印前，清華大學(xué)數(shù)字建筑中心先完成設(shè)計(jì)，有了書(shū)屋的模型，中心駐扎在施工地的成員把模型信息通過(guò)打印機(jī)器轉(zhuǎn)化成打印路徑信息，再轉(zhuǎn)化成機(jī)械臂可以識(shí)別的代碼。代碼導(dǎo)入機(jī)械臂后，機(jī)械臂就可按照自行設(shè)定好的程序，打印圖書(shū)屋。

書(shū)店“外殼”有兩種不同的紋理。一種是正常的打印肌理，形成一層一層的紋路；另一種是門(mén)口體現(xiàn)凹凸變化的肌理，由設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)，“這些造型全都在電腦內(nèi)設(shè)計(jì)好，并轉(zhuǎn)換成代碼，用機(jī)械臂打印出來(lái)�！�

△ 堆疊細(xì)節(jié)

2020年12月上旬，何雨婷正式進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備設(shè)備，打印至今，已經(jīng)超過(guò)兩周時(shí)間。何雨婷說(shuō)，目前書(shū)屋主體部分已基本結(jié)束，書(shū)屋上還有一個(gè)小頂蓋，等吊裝完成后，再將主體外部做表面漆處理，不遮擋打印紋理，但會(huì)讓顏色更均勻。書(shū)屋1月中下旬可對(duì)外開(kāi)放，建成后書(shū)屋里會(huì)有一圈矮架，可放圖書(shū)在上面，人可以坐在矮凳看書(shū)。