日本建筑師將3D打印和裝配技術(shù)結(jié)合，用900塊打印面塊板搭建展館

2023年5月6日，南極熊獲悉，在位于本州島中部的金澤神社，矗立著一座由 3D 打印面板構(gòu)建的藝術(shù)展館。該結(jié)構(gòu)是由建筑師 Kei Atsumi 和 Nicholas Préaud 構(gòu)思，使用 900 多塊由木材和 PLA 制成的3D打印面板創(chuàng)建。這些面板經(jīng)過精心組裝，以呈現(xiàn)出優(yōu)雅、彎曲的最終觀賞效果。兩位建筑師的主要目標(biāo)之一是設(shè)計(jì)一種任何人都可以輕松復(fù)制的環(huán)保結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，他們的3D日本館，也被稱為Tsuginote茶館，可以在不需要任何專業(yè)知識(shí)、工具或配件的情況下建造。

為了創(chuàng)建他們的最終展館，建筑師們最初在原型制作階段轉(zhuǎn)向了 3D 打印。最終，他們意識(shí)到可以利用 FDM 技術(shù)來創(chuàng)建最終設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師們解釋說：“在建筑和施工的第一階段，我們的設(shè)計(jì)在很大程度上受到了日本傳統(tǒng) Tsugite 和 Shiguchi 框架結(jié)構(gòu)裝配系統(tǒng)的啟發(fā)和推動(dòng)。在制作完整的 1:1 比例結(jié)構(gòu)原型之前，這一階段的研究和幾何構(gòu)圖得到了部分原型的支持，這要得益于3D 打印機(jī)的加入。該技術(shù)具有將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為物理對(duì)象的能力，可以直接評(píng)估其機(jī)械行為，并且可以節(jié)省大量時(shí)間。“

△展館由900 塊 3D 打印面板制成

然而，用戶在使用FDM 3D 打印技術(shù)時(shí)仍面臨一個(gè)限制，即機(jī)器托盤的尺寸。這種限制促使建筑師 Kei Atsumi 和 Nicholas Préaud 探索日式連接或 Tsugite 的藝術(shù)。這種技術(shù)涉及在沒有釘子或膠水的情況下組裝木制部件，而是依靠巧妙的聯(lián)鎖系統(tǒng)。建筑師們?cè)谒麄兊恼桂^中深受這種方法的啟發(fā)，并決定組裝 3D 打印面板來創(chuàng)建一個(gè)按比例縮放的結(jié)構(gòu)。他們最終將新技術(shù)與更傳統(tǒng)的手工方法相結(jié)合，這在建筑中很常見。

建筑師解釋說：“從技術(shù)上講，類似卯榫的建筑模塊旨在消除所有傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)組件在給定線性方向上固有的弱點(diǎn)，這一弱點(diǎn)可以通過增加擋塊和摩擦進(jìn)行消除。我們開發(fā)的解決方案可應(yīng)用于面板系統(tǒng)和框架，提供的幾何形狀可以消除這種線性弱點(diǎn)，同時(shí)無需工具即可在單個(gè)鉸鏈系統(tǒng)上安裝和拆卸�！�

△建筑師將打印技術(shù)和日本裝配藝術(shù)結(jié)合起來

從環(huán)保的角度來看，他們選擇了基于木纖維的 PLA材料。盡管 PLA 僅在特定條件下可生物降解，但它仍然更容易加工，并且通過添加這種纖維，可以重復(fù)利用自然資源。這種方法符合建筑師對(duì)其項(xiàng)目的愿景。