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建筑師建造“世界上第一個”鋼3D打印外骨骼模塊化房屋

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撒丁島建筑和設(shè)計公司 MASK Architects 在撒丁島奧拉尼市設(shè)計了據(jù)稱是世界上第一個鋼制3D打印模塊化房屋系列。該項目名為“Madre Natura”或“Mother Nature”，將使用一種名為 EXOSTEEL 的新型鋼3D打印“外骨骼”構(gòu)造系統(tǒng)建造，該系統(tǒng)利用了荷蘭 3D 打印技術(shù)供應(yīng)商 MX3D 的技術(shù)和自動化公司 KUKA 的機(jī)械臂。

隨著項目的第一個設(shè)計步驟完成，MASK Architects 正在尋找投資者以實現(xiàn)該項目，并且正在與 MX3D 達(dá)成一項共同協(xié)議，以便公司共同參與建設(shè)。

Madre Natura 開發(fā)項目中的 3D 打印房屋的渲染圖。圖片來自面具建筑師。

Madre Natura”概念

MASK Architects 的靈感來自意大利雕塑家 Costantino Nivola 和他著名的“La Madre”雕塑，用于設(shè)計 Madre Natura 棲息地。該項目將在 Orani 傾斜的山腰內(nèi)建造一個模塊化的住宅開發(fā)項目。Madre Natura 將位于尼沃拉博物館附近，將成為與周圍環(huán)境和諧融合的“生活地標(biāo)”。設(shè)計工作室設(shè)想住宅群作為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的住房開發(fā)項目，最終形成一個小村莊。

該開發(fā)項目將由多個心形白色房屋組成，中央“能源塔”模仿 Nivola 的 La Madre 雕塑的頭部。每座建筑都將被設(shè)計成完全自給自足，能夠承受撒丁島的自然氣候和天氣條件。這些房屋將建有內(nèi)置空隙，引導(dǎo)撒丁島的強(qiáng)風(fēng)穿過每棟建筑，到達(dá)開發(fā)項目的公共風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)將為家庭提供電力。每個家庭還將配備單獨(dú)的能源管道，覆蓋在太陽能電池板中，這些管道將收集太陽能為家庭發(fā)電。容納所有系統(tǒng)的主要中心能源塔將使用 EXOSTEEL 鋼制機(jī)器人 3D 打印技術(shù)建造。

渲染 Madre Natura 開發(fā)項目建成后的樣子。圖片來自面具建筑師。

EXOSTEEL 外骨骼

一旦該項目從設(shè)計概念轉(zhuǎn)向物理施工，MASK Architects 計劃通過將一個占建筑物高度三分之一的中空柱插入地面來建造房屋，該柱將通過支撐房屋三層樓的木梁進(jìn)行加固。每層樓都將由模仿房屋有機(jī)形狀的面板組成的外墻分隔和支撐。每個房屋都將使用 EXOSTEEL 鋼 3D 打印外骨骼構(gòu)造系統(tǒng)制造，該系統(tǒng)利用 MX3D 的 3D 打印技術(shù)和 KUKA 的機(jī)械臂。MX3D 專有的電弧增材制造 (WAAM) 技術(shù)旨在與工業(yè)機(jī)器人和電源集成，利用定向能量沉積 (DED) 3D 打印工藝將它們轉(zhuǎn)換為 3D 打印機(jī)。

該公司此前曾在阿姆斯特丹市中心通過 3D 打印不銹鋼橋展示了其 WAAM 技術(shù)的能力。 “MX3D Bridge”自 2015 年以來一直在籌備中，直到今年早些時候亮相，其中涉及使用四個工業(yè) WAAM 機(jī)器人協(xié)同工作，3D 打印超過 6,000 公斤的不銹鋼。對于 Madre Natura 項目，MASK Architects 希望利用 MX3D 的 WAAM 技術(shù)來 3D 打印房屋的“所有結(jié)構(gòu)部件、柱子、承重梁和支撐元件”。該計劃是使用 WAAM 與帶有激光工具的 KUKA 機(jī)械臂集成來 3D 打印鋼粉，以構(gòu)建建筑物的不同方面。MASK Architects 目前正在尋找投資者將項目推向下一階段，在 Madre Natura 成為現(xiàn)實之前，技術(shù)和設(shè)計還需要一些改進(jìn)。設(shè)計工作室表示：“這只是第一步，我們知道我們已經(jīng)找到了解決方案，但我們需要改進(jìn)它。我們正在設(shè)計大膽、有機(jī)的房屋，以吸引該領(lǐng)域所有人的眼球，但接下來的項目應(yīng)該更加時尚和銳利。”

WAAM 3D 打印鋼制房屋外觀的鳥瞰圖。圖片來自面具建筑師。

3D打印房屋項目

隨著建筑 3D 打印的可擴(kuò)展性不斷提高，該技術(shù)正越來越多地用于建造商業(yè)住宅和社區(qū)。例子包括 ICON 為墨西哥低收入家庭設(shè)計的 3D 打印住宅社區(qū)，以及 PERI Group 在瓦倫豪森的增材制造三層公寓樓。與此同時，3 月，加州初創(chuàng)公司 Mighty Buildings 宣布計劃在科切拉谷附近的一個占地 5 英畝的商業(yè)場地上 3D 打印 15 座環(huán)保住宅。

在其他地方，人們探索了更新穎的建筑 3D 打印方法，例如 WASP 的可持續(xù) 3D 打印棲息地、TECLA、GAIA 和“The House of Dust”。這些結(jié)構(gòu)是使用公司的 Crane WASP 3D 打印機(jī)使用完全可回收材料建造的，符合 WASP 開發(fā)數(shù)字制造工藝以推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則的使命。