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BIG和ICON合作世界上最大規(guī)模的3D打印住宅開發(fā)項(xiàng)目
?lCON, Lennar
丹麥建筑工作室BIG和美國3D打印公司ICON合作，要建造“世界上最大規(guī)模的3D打印住宅開發(fā)項(xiàng)目”。目前，第一個全尺寸的住宅樣板完成，預(yù)估價格47萬美元起步。
隨著3D打印從概念走向現(xiàn)實(shí)和應(yīng)用，近幾年越來越為人們所熟知，可能很多人會以為3D打印機(jī)是最近出現(xiàn)并流行起來的，其實(shí)不然。
3D打印的歷史最早可以追溯至1939年，有史以來第一座3D打印混凝土建筑誕生于美國印第安納州，無數(shù)里程碑式的重要事件一直推動這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展至今天，并開啟了一扇通向光明未來的大門。
世界上最大規(guī)模3D打印住宅項(xiàng)目
BIG，ICON共同設(shè)計(jì)
該3D打印住宅項(xiàng)目總計(jì)100套 ?lCON
丹麥建筑工作室BIG和美國3D打印公司ICON合作進(jìn)行“世界上最大規(guī)模的3D打印住宅開發(fā)項(xiàng)目”。目前，第一個全尺寸住宅樣板已經(jīng)由建筑公司Lennar建造完成。
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該住宅位于德克薩斯州喬治城 (Georgetown) 的一個社區(qū)，是沃爾夫牧場 (Wolf Ranch)建成的第一座3D打印住宅。
這套住宅樣板有三居室，是八種戶型的其中一種，面積從146平方米到196平方米不等，價格預(yù)計(jì)在 475,990 美元—559,990 美元之間。住宅項(xiàng)目總計(jì)會有100套。
建造打印現(xiàn)場 ?lCON
?lCON
整個項(xiàng)目于去年11月開始施工，采用了ICON 專有材料：Lavacrete（一種類似混凝土的混合物，配合Volcan 3D 打印機(jī)使用），這種材料非常耐用，可以高速打印，創(chuàng)造出獨(dú)特的、條紋狀 3D 打印墻壁。據(jù)悉，為了滿足社區(qū)多樣化形式需求，會有24種不同立面可供選擇。
?lCON
Lennar使用了ICON的Vulcan 3D打印機(jī)器人系統(tǒng)，打印出房屋的結(jié)構(gòu)部件。據(jù) ICON 稱，機(jī)器人技術(shù)可以“以最少的浪費(fèi)和最大的設(shè)計(jì)自由度”來生產(chǎn)墻體。
“在世界歷史上，我們第一次看到由機(jī)器人組成的‘艦隊(duì)’在建造整個社區(qū)的房屋。而且，這可不是普通的住宅，而是各方面都更好的住宅。
我相信，在未來，機(jī)器人和無人機(jī)將建造整個社區(qū)、城鎮(zhèn)和城市。”
——ICON 聯(lián)合創(chuàng)始人｜Jason Ballard
樣板房的屋頂由金屬制成屋頂還秉承可持續(xù)原則，安裝光伏板 ?lCON
社區(qū)的規(guī)劃類似于傳統(tǒng)的美國郊區(qū)布局，車道、庭院和街道將一棟棟住宅連接起來。
?lCON, Lennar
?lCON, Lennar
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住宅內(nèi)部的條紋墻壁被漆成白色，廚房中島等其他內(nèi)置3D打印元素也是如此。屋檐在室內(nèi)清晰可見，并貫穿整個起居室和用餐區(qū)。
ICON 表示，第一批住戶將于今年9月開始入住。團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)建了一個虛擬參觀網(wǎng)站，感興趣的人可以在竣工前預(yù)覽線上社區(qū)房屋。
?lCON, Lennar
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本次3D打印住宅的設(shè)計(jì)融合了當(dāng)代德克薩斯牧場風(fēng)格美學(xué)，采用了提升建筑和節(jié)能設(shè)計(jì)，突出了彈性和可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢，以及增材制造的數(shù)字可能性。
3D 打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的發(fā)展歷程
最早可追溯至1939年
3D打印技術(shù)正不斷重塑建筑行業(yè)，回顧其發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)不斷變革創(chuàng)新，開創(chuàng)了設(shè)計(jì)、建造和空間創(chuàng)意的新時代。
作為一種逐層增材制造工藝，3D打印技術(shù)利用數(shù)字模型，以極高的精度、效率制造出個性定制的三維物體，節(jié)省時間，降低勞動成本，還實(shí)現(xiàn)了“零浪費(fèi)”，為原型設(shè)計(jì)和迭代設(shè)計(jì)提速開辟了道路。
https://www.archdaily.com/1005043/infographic-the-evolution-of-3d-printing-in-architecture-since-1939
PERI 3D 打印 ?PERI
PERI 3D 打印 ?PERI
3D 打印技術(shù)令建筑師能夠在工業(yè)化、大規(guī)模定制項(xiàng)目中設(shè)計(jì)復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)化元素，從而探索更多可能性，獲取更多自主權(quán)。
可能許多人認(rèn)為3D打印機(jī)是這些年才流行起來的，其實(shí)不然。3D打印的歷史最早可追溯到1939年，當(dāng)時，William E. Urschel在美國的印第安納州一個小倉庫里，創(chuàng)造了有史以來第一座3D 打印混凝土建筑。從那時起，3D打印走上不斷發(fā)展的歷程。
3D 打印發(fā)展歷程
https://www.archdaily.com/1005043/infographic-the-evolution-of-3d-printing-in-architecture-since-1939
3D打印技術(shù)發(fā)展大事記
1939年→發(fā)明家William E. Urschel在美國印第安納州一個小倉庫里，創(chuàng)造了世界上第一座3D打印混凝土建筑。他的 “筑墻機(jī)”由一個自動沖壓裝置組成，可在旋轉(zhuǎn)的圓盤之間壓縮混凝土，在擠出材料時，加固并平滑每一層。
1940年→William E. Urschel 在其“筑墻機(jī)”問世一年后，申請了專利，該機(jī)器可用于制造多層建筑，帶有集成鋼筋和自支撐穹頂，全部印制在混凝土中。
1976年→噴墨打印機(jī)的誕生為3D打印技術(shù)的發(fā)展鋪平了道路。雖然原理不同，但這兩種技術(shù)都是在數(shù)字信息指導(dǎo)下，以可控方式逐層堆積材料。
1981年→日本名古屋市立工業(yè)研究所的 Hideo Kodama 開始嘗試使用油墨以外的材料進(jìn)行打印，首次發(fā)明了兩種使用光硬化熱固性聚合物，對3D塑料模型進(jìn)行增材印刷的方法。
“3D打印技術(shù)之父”Charles Hull 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
1984年→美國工程師Charles Hull發(fā)明了立體光刻成型技術(shù)（SLA），它通過紫外光斑點(diǎn)掃描光敏樹脂使之成型。從簡單圖像創(chuàng)建出有形三維模型的打印工藝。此外，STL 文件格式也應(yīng)運(yùn)而生，如今已成為3D打印軟件中最常用的格式。
SLA-1 打印機(jī)成為機(jī)械工程史上的里程碑 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
1988年→在 SLA 工藝獲得專利后，Charles Hull 開發(fā)出第一臺 SLA 3D 打印機(jī)。
1989年→Scott Trump 發(fā)明了熔融沉積快速成型技術(shù)(FDM)技術(shù)并申請了專利，這是迄今為止最受消費(fèi)者歡迎的 3D 打印技術(shù)之一。
1990年→一些機(jī)構(gòu)開始嘗試使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)大型項(xiàng)目的模塊化組件，為未來在 AEC 行業(yè)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。同年，Stratasys 將 FDM 3D 打印機(jī)商業(yè)化。
1992年→3D Systems 公司將SLA 打印機(jī)推向市場。盡管還存在一些缺陷，但它已經(jīng)可以在一夜之間制造出復(fù)雜的 3D 物體。
1993年→麻省理工學(xué)院開發(fā)出專利 3D 打印系統(tǒng)，該系統(tǒng)在CAD軟件的指導(dǎo)下，可以打印出塑料、陶瓷和金屬制物品。
1999年→維克森林研究所的科學(xué)家將 3D 打印器官植入人體。這雖然與建筑沒有直接關(guān)系，但卻拉開了眾多行業(yè)十年快速發(fā)展的序幕，其中也包括 AEC。
意大利工程師Enrico Dini開發(fā)出了D-Shape 3D打印機(jī)
https://www.fastcompany.com/1579263/3-d-printing-whole-buildings-stonein-space-printer-rocks
意大利工程師Enrico Dini開發(fā)出了D-Shape 3D打印機(jī)
https://www.fastcompany.com/1579263/3-d-printing-whole-buildings-stonein-space-printer-rocks
2004年→意大利工程師Enrico Dini開發(fā)出了D-Shape 3D打印機(jī)，它采用粘合劑噴射技術(shù)，利用沙子和無機(jī)粘合材料的混合物創(chuàng)建出大型結(jié)構(gòu)。這標(biāo)志著3D打印技術(shù)向打印建筑構(gòu)件邁出了重要一步。
利用SLS（選擇性激光燒結(jié)）技術(shù)打印出的金屬物件
http://desingnswan.com
2006年→第一臺SLS（選擇性激光燒結(jié)）機(jī)器誕生。這類機(jī)器使用激光熔融材料，制成3D實(shí)物。該技術(shù)突破為大規(guī)模定制、工業(yè)零件的按需制造以及后來的假肢定制，開啟了一扇大門。
2009年→越來越多的研究人員和公司開始嘗試 3D 打印混凝土，這種材料的結(jié)構(gòu)性為建筑應(yīng)用提供了全新可能性。
盈創(chuàng)3D打印的1100㎡精裝別墅
http://winsun3d.com/
2014年→中國建筑公司盈創(chuàng) Winsun使用大型 3D 打印機(jī)，在24小時內(nèi)打印出10棟房屋。2015年１月，Winsun又打印出了當(dāng)時全球最高3D打印建筑“６層樓居住房”和全球首個帶內(nèi)裝、外裝一體化的3D打印“1100㎡精裝別墅”。
這一年，還出現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，包括首個商用 3D 混凝土打印機(jī)器人、結(jié)構(gòu)鋼 3D 打印技術(shù)以及用 3D 打印材料建造的防震柱。
Killa在迪拜研發(fā)出了世界上第一個全功能并永久使用的3D打印辦公室 ?WAM
?WAM
2016年→迪拜的未來辦公室作為世界上第一座功能齊全、可永久入駐的 3D 打印混凝土辦公樓亮相，它的打印耗時 17 天，現(xiàn)場安裝僅需兩天。
2017年→更多的建筑行業(yè)里程碑：使用 3D 打印模板制作出復(fù)雜的混凝土柱，世界上第一座 3D 打印橋梁在西班牙投入使用。
迪拜政府大樓，全球最大3D打印建筑（2019） ?Apis Cor
2019年→迪拜市政府成為世界上最大的3D打印建筑，直接在現(xiàn)場建造，高度為9.5米，面積為640平方米。同年，世界上第一個 3D 打印社區(qū)在墨西哥開工，計(jì)劃使用 Vulcan Il 3D 打印機(jī)制造50套住宅。
德國首座 3D 打印兩層住宅 ?MENSE-KORTE, ingenieure+architekten
德國首座 3D 打印兩層住宅 ?PERI
2020年→德國首座 3D 打印的兩層住宅進(jìn)入市場、 兩個月后，PERI 成功打印出歐洲最大的 3D 打印公寓樓。
2021年→經(jīng)過數(shù)年的努力，一座 3D 打印的鋼制橋梁在阿姆斯特丹誕生。
3D打印可持續(xù)住宅：生土圓廳，耗時200小時 ?WASP
同年，建筑師和行業(yè)專家 WASP 建造了第一座天然生土材料的 3D 打印建筑。這座可持續(xù)房屋使用多臺打印機(jī)同步工作 200 小時才完成。
BIG、ICON和Lennar計(jì)劃在德克薩斯州進(jìn)行“世界上最大規(guī)模的3D打印住宅開發(fā)項(xiàng)目”。
無水泥礦物泡沫 3D 打印輕質(zhì)隔熱墻 ?Hyuk Sung Kwon
無水泥礦物泡沫 3D 打印輕質(zhì)隔熱墻 ? ETH Zurich 、FenX AG
2023年→ETH Zurich和FenX AG 合作探索大規(guī)模機(jī)器人3D打印技術(shù)，使用由回收廢物制成的無水泥礦物泡沫，研究如何制造更加輕質(zhì)、一體化、可隔熱的墻體以節(jié)約成本。
3D 打印技術(shù)帶來無限可能性
這項(xiàng)革命性技術(shù)仍在不斷突破創(chuàng)新
3D打印技術(shù)是一項(xiàng)革命性的技術(shù)，未來，它還將繼續(xù)往多個方向不斷發(fā)展，包括材料、設(shè)備、技術(shù)和應(yīng)用等。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，3D打印設(shè)備和材料的成本會不斷降低，制造速度也會越來越快。
第一棟3D打印的凈零能耗住宅
2022 年 9 月，Mighty Buildings在南加州完成了世界上第一棟3D打印的凈零能耗（ZNE：Zero Net Energy）住宅 ?HANA Agency
第一棟3D打印的凈零能耗住宅取名為Mighty House? Quatro ?HANA Agency
該項(xiàng)目共開發(fā)住宅20套 ?HANA Agency
我國3D打印應(yīng)用：混凝土?xí)?nbsp;
2021年，一個由機(jī)器人3D打印而成的書屋在上海寶山智慧灣科技園正式啟用。該書屋由清華大學(xué)建筑學(xué)院徐衛(wèi)國教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并用該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的打印機(jī)器及打印材料建造
?清華大學(xué)建筑學(xué)院徐衛(wèi)國教授團(tuán)隊(duì)
建造過程 ?清華大學(xué)建筑學(xué)院徐衛(wèi)國教授團(tuán)隊(duì)
建筑細(xì)節(jié)/立面 ?清華大學(xué)建筑學(xué)院徐衛(wèi)國教授團(tuán)隊(duì)
在3D打印中混合本地材料的可能性嘗試
巴倫西亞理工大學(xué)（UPV）的一個團(tuán)隊(duì)開發(fā)出3D打印使用的鋼筋混凝土梁的替代品，利用增材制造技術(shù)使用回收的塑料制造梁。重量可減輕80%，利于運(yùn)輸
https://www.3dnatives.com/en/3d-printed-beams-recycled-plastic-replace-reinforced-concrete-040620215/?utm_medium=website&utm_source=archdaily.com#!
美國首座多層3D打印房屋
Hannah 開始建造 "美國首座多層3D打印房屋"這座混合結(jié)構(gòu)建筑由 3D 打印混凝土和木質(zhì)框架組成
? Anthony Vu
?Anthony Vu
該項(xiàng)目旨在秉承可持續(xù)性原則和成本效益原則下，不斷提高3D打印技術(shù)在美國未來住宅和多戶建筑中的影響力和適用性 ?Anthony Vu
當(dāng)今時代，3D 打印技術(shù)在各領(lǐng)域提供的可能性和潛力幾乎是無限的。
過去，3D 打印技術(shù)只是將桌面建筑模型變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，而現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)可用于大規(guī)模生產(chǎn)，用多種材料建造房屋甚至整個社區(qū)。是的，3D 打印在建筑行業(yè)的應(yīng)用已準(zhǔn)備好加速增長了。
不久的將來，這種技術(shù)的應(yīng)用前景將更加廣闊，從臨時住所、經(jīng)濟(jì)適用房，到生活建筑、大型城區(qū)，甚至外太空殖民地，為建筑師提供更多的設(shè)計(jì)自由。
專欄編輯｜Mel
發(fā)文編輯｜Miranda
審核編輯｜Gogh
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Reference:
https://www.dezeen.com/2023/07/21/big-and-icon-model-wolf-ranch-3d-printed-house/
https://www.dezeen.com/2022/11/11/icon-big-wolf-ranch-3d-printed-homes-austin/
https://www.dezeen.com/2022/11/04/mighty-buildings-worlds-first-3d-printed-zero-net-home-california/
