3D打印材料之砂巖：全世界最復雜建筑的來源

砂巖是一種沉積巖，主要由砂粒膠結而成，其中砂粒含量大于50%。絕大部分砂巖是由石英或長石組成的，石英和長石是組成地殼最常見的成分。砂巖的顏色和成分有關，可以是任何顏色，最常見的是黃色、紅色、棕色、灰色和白色。

有的砂巖可以抵御風化，但又容易切割，所以經(jīng)常被用于做建筑材料和鋪路材料。石英砂巖中的顆粒比較均勻堅硬，所以砂巖也經(jīng)常被用來做磨削工具。

砂巖按其沉積環(huán)境可劃分為石英砂巖、長石砂巖和巖屑砂巖三大類。砂層和砂巖構成石油、天然氣和地下水的主要儲集層。

彩色砂巖是一種暖色調(diào)的裝飾用材，素雅而溫馨，協(xié)調(diào)而不失華貴，在眾多的石材中獨具一格，被人稱為“麗石”。它是一種無光污、無輻射的優(yōu)質(zhì)天然石材，對人體無放射性傷害，具有隔音、吸潮、抗破損、戶外不風化、不長青苔、易清理等特點。這些優(yōu)點使得砂巖成為廣泛使用的建筑用石材。幾百年前用砂巖裝飾而成的建筑至今風韻猶存，如巴黎圣母院、羅浮宮、英倫皇宮、美國國會、哈佛大學。

近幾年，砂巖作為一種天然建筑材料，被追隨時尚和自然的建筑設計師推崇，廣泛應用在商業(yè)和家庭裝潢上。

彩色砂巖用于建筑材料的時候，傳統(tǒng)工藝會因為切割而產(chǎn)生很多廢棄物，比如顆粒很細的彩色砂巖粉末。如果將彩色砂巖粉末都于3D打印技術，將會是一個節(jié)約資源而又環(huán)保的選擇。

i.materialise公司推出的3D打印彩色砂巖材料在表面增加了一層UV樹脂的涂層，使得打印出來的物體更加明亮，有一種大理石質(zhì)感。這種極具光澤的表面可以增強色彩的表現(xiàn)力，對于深色調(diào)的效果尤為明顯。3D打印彩色砂巖多用于展示人像、卡通人物玩偶、建筑模型及其他室內(nèi)展示等，使用技術多為3DP（黏合物噴射）技術，將粘黏劑混合注入打印材料粉末中進行凝固成型。

但是，彩色砂巖作為3D打印材料雖然色彩感強，但材質(zhì)較脆，不利于長期保存。

利用砂巖材料打印的玩偶

砂巖材料打印的模型

砂巖材料打印的飛機模型

建筑編程師邁克爾·漢斯梅爾在過去五年中一直在探索用算法來打造繁復的建筑結構。2013年，他們利用砂巖3D打印機制成了一個作品Digital Grotesque I，又在2017年5月公布了名為DigitalGrotesque II的大型建筑項目，它擁有13億個獨立表面，同樣是采用砂巖3D打印機制造而成。這件作品重達7公噸，看上去就像是一個人造洞穴，及其復雜，以至于普通的電腦根本無法在設計過程中對其進行模擬可視化。

Digital Grotesque II