導(dǎo)語(yǔ)

胡迪?利普森在《3D打?。簭南胂蟮浆F(xiàn)實(shí)》一書(shū)中問(wèn)到：“如果你有一臺(tái)萬(wàn)能的造物機(jī)器，你會(huì)用它來(lái)做什么？”

3D打印機(jī)就是這樣一種近乎萬(wàn)能的造物機(jī)器，它跨越虛擬世界與實(shí)體世界的鴻溝，掀起了一場(chǎng)產(chǎn)品制造的革命、設(shè)計(jì)的革命、材料的革命，如今這場(chǎng)革命蔓延到了建筑業(yè)。

今年4月，全球首批使用3D打印機(jī)整體打印的建筑亮相上海張江高新青浦園區(qū)。3D打印建筑，正在從想象變成現(xiàn)實(shí)。

一、第三次工業(yè)革命：3D打印改變世界

2012年4月，英國(guó)著名財(cái)經(jīng)雜志《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》報(bào)道稱“3D打印將推動(dòng)第三次工業(yè)革命”；同年，美國(guó)著名科技雜志《連線》十月刊則將《3D打印機(jī)改變世界》作為封面報(bào)道。

那什么是3D打??？

維基百科上的解釋：“這是快速成形技術(shù)的一種，它運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)一層又一層的多層打印方式，來(lái)構(gòu)造零物件。模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)常將此技術(shù)用于建造模型，現(xiàn)在正向產(chǎn)品制造的方向發(fā)展，形成‘直接數(shù)字化制造’”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，3D打印，就是在普通的二維打印的基礎(chǔ)上再加一維。

3D打印示意圖

3D打印的概念最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)80年代。發(fā)明人是美國(guó)加州一家名為紫外線產(chǎn)品制造公司的工程師查克?赫爾，主要是開(kāi)發(fā)用于家具保護(hù)涂層的紫外線固定樹(shù)脂膠技術(shù)?，F(xiàn)年已經(jīng)70多歲的赫爾回憶說(shuō)：“那時(shí)我已經(jīng)當(dāng)了20年工程師，深知制造塑料模具有多麻煩。一旦設(shè)計(jì)有問(wèn)題需要修改，一切都得重來(lái)。我很想擁有一臺(tái)機(jī)器自己制造模具?！?/span>

幾經(jīng)努力，在紫外線產(chǎn)品公司樓頂?shù)囊婚g密室里，赫爾研制出第一臺(tái)3D打印機(jī)。當(dāng)時(shí)是1986年，到今天，3D打印技術(shù)走過(guò)了—條不算漫長(zhǎng)卻令人振奮的發(fā)展之路：

1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利；

1995年，美國(guó)ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開(kāi)始開(kāi)發(fā)3D打印機(jī)；

2005年，市場(chǎng)上首個(gè)高清晰彩色3D打印機(jī)Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功；

2010年11月，世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問(wèn)世；

2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼；

2011年7月，英國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)3D巧克力打印機(jī)；

2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開(kāi)發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機(jī)；

2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。

2012年5月30日，“國(guó)際3D打印技術(shù)與應(yīng)用大會(huì)”在中國(guó)上海的環(huán)球金融中心召開(kāi)，意大利建筑打印機(jī)發(fā)明人恩里克?迪尼的演講給國(guó)內(nèi)建筑業(yè)造成了不小的震動(dòng)，這個(gè)被稱為“3D打印房子的人”以他極大的熱情和堅(jiān)定的信念描繪了建筑業(yè)和3D打印技術(shù)融合的未來(lái)。

二、3D打印建筑：從實(shí)驗(yàn)走向現(xiàn)實(shí)

2012年，在恩里克?迪尼描述3D打印建筑的未來(lái)時(shí)，它還只是實(shí)驗(yàn)室里的一個(gè)實(shí)驗(yàn)和構(gòu)想。在此之前的2005年，迪尼曾成功打印一個(gè)小“石”柱，之后不久，他就用打印機(jī)打印出了世界上第一個(gè)疊層建筑結(jié)構(gòu)——Andrea Morgante設(shè)計(jì)的“放射蟲(chóng)”。迪尼因此受到了建筑界的注意。

2013年1月，來(lái)自荷蘭的宇宙建筑公司的建筑師簡(jiǎn)加普?魯基森納斯表示，他將與迪尼合作，用3D打印機(jī)打印他設(shè)計(jì)的作品“莫比烏斯環(huán)屋”，工程預(yù)計(jì)在2014年完工。

莫比烏斯環(huán)屋效果圖

　　當(dāng)然，世界上還有除了迪尼之外的3D打印建筑的夢(mèng)想家，他們也都在努力。

2012年，美國(guó)南加州大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程系的比洛克?霍什內(nèi)維斯教授做了一個(gè)3D打印技術(shù)應(yīng)用在建筑領(lǐng)域的電腦模擬展示，運(yùn)用“輪廓工藝”系統(tǒng)在不到20小時(shí)的時(shí)間內(nèi)能夠建造一幢面積2500平方英尺的建筑。比洛克.霍什內(nèi)維斯教授說(shuō)，做這項(xiàng)研究的最初目的只是想給窮人們又快又好地蓋房子。他的這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新早在2006年就被美國(guó)發(fā)明家名人堂和現(xiàn)代奇跡欄目評(píng)為年度最佳發(fā)明。但遺憾的是，這項(xiàng)發(fā)明卻一直沒(méi)能走出實(shí)驗(yàn)室。

比洛克?霍什內(nèi)維斯教授的“輪廓工藝”

2013年2月，英國(guó)倫敦Softkill Design建筑設(shè)計(jì)工作室首次建立了一個(gè)3D打印房屋概念，它并非采用固體墻壁建造，而是在骨骼基礎(chǔ)上建造纖維尼龍結(jié)構(gòu)。它被命名為“打印房屋2.0”，采用相同的極簡(jiǎn)抽象派工藝，使用足夠的塑料來(lái)保證結(jié)構(gòu)的完整性。但至今，這個(gè)概念的3D打印房屋還只有模型而已。

3D打印房屋概念

　　今年3月末，在荷蘭海牙核安全峰會(huì)期間，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬興致濃厚地參觀了荷蘭DUS公司的3D打印展覽館。正是這家公司的建筑師宣稱將利用一臺(tái)名為KamerMaker的大型3D打印機(jī)“建造”全球首棟3D打印住宅建筑，代號(hào)“運(yùn)河屋”（Canal House），這個(gè)項(xiàng)目目前已經(jīng)在阿姆斯特丹北部運(yùn)河的一塊空地上“奠基”，有望3年內(nèi)構(gòu)建完成。

荷蘭“運(yùn)河屋”項(xiàng)目

　　缺席前兩輪工業(yè)革命的我國(guó)這次沒(méi)有落于人后。在國(guó)外的3D打印建筑夢(mèng)想家們還在構(gòu)想、實(shí)驗(yàn)、開(kāi)始動(dòng)工的時(shí)候，我國(guó)“3D打印狂人”馬義和直接帶著他的10幢3D打印建筑，作為當(dāng)?shù)貏?dòng)遷工程的辦公用房，在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)交付使用了?；谀壳耙雅兜男畔?，這是全世界第一批通過(guò)3D打印技術(shù)制造的實(shí)體建筑。

全世界首批3D打印建筑

　　而據(jù)9月15日的最新消息，美國(guó)明尼蘇達(dá)州一名工程師安德烈?盧金科及其團(tuán)隊(duì)用3D打印機(jī)在自家的后院打印出一座中世紀(jì)城堡。據(jù)稱該城堡是世界上首個(gè)3D打印的混凝土城堡。雖然城堡大小只能容人站在里邊，但這無(wú)疑是3D打印技術(shù)的一個(gè)分水嶺。盧金科認(rèn)為自己的作品仍有不足之處，但已經(jīng)預(yù)見(jiàn)了利用3D打印技術(shù)房屋的前景。

世界上首個(gè)3D打印的混凝土城堡

三、革命之路：3D打印對(duì)建筑業(yè)意味著什么

梳理3D打印建筑的發(fā)展史，這些3D打印建筑夢(mèng)想家們幾乎一致的初衷都是為了解決民眾的住房問(wèn)題。我們致敬這個(gè)純粹而崇高的理想，但3D打印建筑的發(fā)展對(duì)建筑業(yè)而言并不僅僅是解決住房問(wèn)題那么簡(jiǎn)單，可以說(shuō)3D打印正在指引建筑業(yè)走上一條革命之路。

　　馬義和在接受媒體采訪時(shí)，以他創(chuàng)立的盈創(chuàng)建筑科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱盈創(chuàng)科技）為例，列舉的3D打印對(duì)于建筑行業(yè)的三大改變顯然更具現(xiàn)實(shí)和產(chǎn)業(yè)的參考價(jià)值：打印異型建筑、減少建筑成本、環(huán)保節(jié)能。

　　打印異型建筑。傳統(tǒng)的建造方法是用磚頭一層層堆積，磚頭可以變換大小，但是房屋整體的形狀變化還是非常有限?！?/span>3D打印首先是一個(gè)數(shù)字化制造，一個(gè)曲面的墻，雙曲的墻，都可以隨心所欲地去做。”馬義和說(shuō)。像簡(jiǎn)加普?魯基森納斯設(shè)計(jì)的“莫比烏斯環(huán)屋”，以莫比烏斯環(huán)為原型，沒(méi)有起點(diǎn)也沒(méi)有終點(diǎn)，就是一個(gè)傳統(tǒng)建造方法幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的建筑。

　　減少建筑成本和環(huán)保節(jié)能。傳統(tǒng)建造經(jīng)常需要改變?cè)牧系男螤?，產(chǎn)生大量建筑垃圾。而3D打印建筑的“油墨”實(shí)質(zhì)是建筑垃圾的再利用，包括工業(yè)垃圾、尾礦等，并可就地取材，回收建筑垃圾，通過(guò)技術(shù)處理、加工分離使之成為3D打印建筑“油墨”的一部分原材料，讓建筑垃圾回到建筑中。3D打印可以充分利用打印智能控制，使建筑一次成型，減少建筑中的材料損耗和工藝損耗，讓建筑能耗大幅度降低，有效地改善施工粉塵和噪音的影響，避免對(duì)環(huán)境造成污染。而機(jī)械是對(duì)人力的解放，可大大減輕建筑業(yè)日益高漲的勞動(dòng)力成本壓力。

3D打印對(duì)于建筑業(yè)的革命性意義基本上是能夠獲得公眾和商業(yè)人士認(rèn)可的，萬(wàn)科董事長(zhǎng)王石就曾公開(kāi)表示：萬(wàn)科將在3年內(nèi)運(yùn)用3D打印技術(shù)建造房子。但不可否認(rèn)的是，3D打印建筑仍然處于實(shí)驗(yàn)階段，其目前所引起的爭(zhēng)議也是巨大的。正如盈創(chuàng)科技的10幢3D打印建筑亮相上海的時(shí)候，雖然國(guó)內(nèi)3D打印界為之沸騰，但在不少業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，這并不意味著3D技術(shù)已為建筑行業(yè)帶來(lái)了巨大變革與重大突破。

四、盈創(chuàng)科技：3D打印建筑的觀察樣本

9月9日，亞廈股份發(fā)布公告稱，擬以自有資金1.54億元，通過(guò)受讓股權(quán)和增資方式，取得盈創(chuàng)科技（對(duì)，就是這個(gè)盈創(chuàng)科技建造了亮相上海的10幢3D打印建筑）26%的股權(quán)。這一公告再次將盈創(chuàng)科技和3D打印建筑推向了輿論關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　對(duì)于亞廈股份的這一舉措，資本市場(chǎng)予以了熱情的回應(yīng)，在亞廈股份復(fù)牌后，股價(jià)就一字漲停。問(wèn)題是，建筑3D打印技術(shù)真的已經(jīng)成熟了嗎？

3D打印建筑面臨的最大挑戰(zhàn)就是：打印建成的房屋能否達(dá)到目前的建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)？地基是否夠扎實(shí)？有沒(méi)有達(dá)到防火、隔音、防火標(biāo)準(zhǔn)？所用的打印材料有沒(méi)有經(jīng)過(guò)研究、調(diào)查、論證，以確保符合人類生活的標(biāo)準(zhǔn)？就盈創(chuàng)科技的10幢3D打印建筑來(lái)說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)參觀的大多數(shù)人都對(duì)房屋的安全性能表示擔(dān)憂，認(rèn)為這種房屋最多只能作為臨時(shí)建筑或是救災(zāi)用房。

　　上海易居房地產(chǎn)研究院副院長(zhǎng)楊紅旭認(rèn)為建百年穩(wěn)固的建筑應(yīng)該是建筑的目標(biāo)，混凝土、鋼筋地基、框架、承重墻、鋼結(jié)構(gòu)等傳統(tǒng)工藝已經(jīng)形成了一個(gè)完整的安全分控體系，而3D打印這種有點(diǎn)像堆蛋糕一樣堆出來(lái)的房子，可能可以完成單個(gè)的單層房，但如果要建幾十層的高樓，房屋的結(jié)構(gòu)、材料的堅(jiān)固性、抗壓性、堅(jiān)固性、抗震性等都是值得探討的。

　　中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟3D打印在線運(yùn)營(yíng)總監(jiān)吳志坤也擔(dān)憂，目前3D打印建筑的技術(shù)處于試驗(yàn)階段，所使用的材料能夠建造一兩層樓的小別墅，但打印幾十層的高樓就未必足夠安全，而且，目前國(guó)家尚未對(duì)3D打印建筑出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這使得3D打印房的安全性、抗震性等性能無(wú)法得到檢驗(yàn)。

　　另外，同濟(jì)大學(xué)建筑系教授來(lái)增祥表示，作為一項(xiàng)新技術(shù)，3D打印在建筑材料和建筑工藝上有了創(chuàng)新的探索，但是盈創(chuàng)科技3D打印的“油墨”構(gòu)成主要是高標(biāo)號(hào)水泥和玻璃纖維，而某些國(guó)家禁止建筑大量使用玻璃纖維，因?yàn)椴ＡЮw維會(huì)影響人體呼吸系統(tǒng)，“油墨”的承載力強(qiáng)度、耐久性等各項(xiàng)指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，還有待專家部門的權(quán)威檢測(cè)和認(rèn)證。

　　其實(shí)，就目前來(lái)看，盈創(chuàng)科技收入的60%是來(lái)源于建筑相關(guān)部品部件3D打印業(yè)務(wù)，它們已成功應(yīng)用于400多項(xiàng)知名建筑項(xiàng)目，包括水立方、世博會(huì)大會(huì)堂、青奧會(huì)議中心等。因此，亞廈股份參股盈創(chuàng)科技旨在“跨入建筑行業(yè)、建筑裝飾品部件行業(yè)、全異性、多曲面型建筑行業(yè)（包括幕墻）和城市建筑拆借余料和石材尾料的循環(huán)再生行業(yè)”，而不是用3D技術(shù)來(lái)打印房子，這是理智的選擇，也是值得期待的?；蛟S，3D打印建筑成熟之前的未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，建筑裝飾領(lǐng)域才是3D打印在建筑業(yè)的革命之路上最合適和熱鬧的戰(zhàn)場(chǎng)。

結(jié)語(yǔ)

近日，王石在接受采訪時(shí)表示萬(wàn)科將與美國(guó)宇航局(NASA)合作3D打印房子，他坦言，這項(xiàng)新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究成果可能在3年后才能進(jìn)行實(shí)踐，而要推廣到一線，則可能需要10年以上的時(shí)間。承認(rèn)建筑3D打印技術(shù)“還是存在一些技術(shù)障礙”的比洛克.霍什內(nèi)維斯教授則表示截止到2050年，3D打印房子將不再是一個(gè)稀奇事。

3D打印建筑，離我們還有多遠(yuǎn)？時(shí)間終將給我們答案。

來(lái)源：中裝新網(wǎng)

=====================================

2014年10月30日-11月02日北京

2014年11月20日-11月23日上海

了解，請(qǐng)查看欄目。

=====================================