趙雷《畫》里的房子，3D打印幫你造出來

“為冷清的房子畫上一扇大窗，再畫上一張床…”在歌手趙雷的歌曲《畫》中有這么一支神奇的畫筆，可以肆意勾勒出自己想象中的家。在現(xiàn)實中，也有這么一支神奇的“畫筆”——3D打印，它可以隨時隨地圓你平地起高樓的夢想。

2021年5月12日，南極熊獲悉，建筑材料專家拉法基豪西（Lafarge Holcim）的公司津巴布韋拉法基水泥（Lafarge Cement Zimbabwe）將使用凝土3D打印技術(shù)在津巴布韋建造經(jīng)濟實惠的低碳房屋。這個項目旨在解決津巴布韋長期以來住房和學�；�礎設施短缺的問題，預計將于今年晚些時候開始建設。

公司負責人表示：“為展示3D打印的功能，津巴布韋拉法基水泥將在Knockmalloch建造10個單元，這是根據(jù)目前正在進行的經(jīng)濟適用房項目而定。項目將由福特公司提供資金開展，以見證和體驗這種創(chuàng)新技術(shù)的能力，并且可以預見，這將吸引更多項目來使用這項技術(shù)提供價格合理的住房。”

△14Trees正在使用3D打印來解決非洲的住房和基礎設施短缺問題。圖片來自14Trees。

滿足非洲負擔得起的住房需求

津巴布韋拉法基水泥將在項目期間使用由拉法基豪西公司的子公司14Trees開發(fā)的混凝土3D打印技術(shù)，他們是與英國公共影響投資商CDC Group合資成立的。
通過使用Lafarge Holcim的專有漿料，這種3D打印技術(shù)有望顯著減少建造房屋和學校的時間和成本。該項目最初始于馬拉維，在那里建造了第一座樣房。房屋的墻壁僅用了12個小時就被打印完畢，而第一所原型學校則用了18個小時被打印完了。

據(jù)報道，除了加快建造新建筑的速度之外，14Trees公司的3D打印技術(shù)還通過優(yōu)化材料的使用將碳排放量減少了多達70％，可用于建造新房屋。

中東非洲地區(qū)負責人兼拉法基豪西執(zhí)行委員會成員Miljan Gutovic在12月表示：“我們對合資公司14Trees的工作感到非常興奮，它在3D打印技術(shù)方面進行了創(chuàng)新，以加快從房屋到學校的可負擔得起的可持續(xù)建筑，這是我們致力于為人類和地球建設的一個很好的例子�！�

這項技術(shù)最初在項目的第一階段在馬拉維部署，然后推廣到肯尼亞和津巴布韋。Lafarge Holcim最近在津巴布韋開設了新的耗資280萬美元的干粉砂漿廠，該廠將生產(chǎn)當?shù)亟ㄖ�項目所需�?D可打印油墨。

Lafarge Holcim的3D打印技術(shù)

Lafarge Holcim在項目中使用的具體3D打印工藝包括一臺3D打印機和一個機械臂，該機械臂將專有漿料沉積到最終構(gòu)成建筑物墻壁的圖案化層中。該公司的技術(shù)和專有建筑材料還參與了其他幾個3D打印建筑項目。例如，在過去的兩年中，該公司一直與GE可再生能源和丹麥3D打印建筑公司COBOD合作開發(fā)3D打印“最高記錄”的渦輪塔。去年，兩位合作伙伴成功打印了一座10米高的渦輪機塔，該項目的環(huán)境效益最近在氣候峰會上由喬·拜登總統(tǒng)向世界領(lǐng)導人展示。

Lafarge Holcim還獲得了3D打印40米行人天橋的設計建造合同，為巴黎2024年奧運會做準備。這個項目是由土木工程公司Freyssinet，Levigne和Cheron Architects，計算和人工智能（AI）公司Quadric以及大型3D打印公司XtreeE投資創(chuàng)建，后期將通過共同合作來實現(xiàn)混凝土3D打印的完全實用化。

Lafarge Holcim之前參與了一個3D打印合作研發(fā)項目，項目旨在開發(fā)創(chuàng)新的3D打印系統(tǒng)和建筑材料。Lafarge Holcim還與西班牙建筑公司3D CONS展開合作，希望研究出能夠通過3D打印來實現(xiàn)未來的建筑施工，修復和保溫隔熱自動化。

更為復雜的混凝土3D打印技術(shù)

目前，混凝土3D打印的案例大都集中在大型混凝土打印系統(tǒng)制造房屋結(jié)構(gòu)上，這種打印系統(tǒng)往往需要具有相當大的噴嘴以實現(xiàn)大流量，以相當快速且可重復的方式鋪設混凝土層。但是，對于真正復雜的具體工作，要充分利用3D打印的功能，則需要更加靈活，觸感更好的東西。荷蘭的Vertico公司向我們展示了混凝土3D打印可以制造更為復雜的模型，通過機械臂控制的打印機可以做出極為復雜的立體模型。

△機械臂混凝土打印機（圖片來源：Vertico）

如上圖所示，打印機系統(tǒng)由多種選項組成，包括選擇小型或大型機器人（從一些機器人供應商處選擇）。其他選項包括固定式或軌道式機器人，加速/標準噴嘴以及安全圍欄或光幕的選擇。他們的新混凝土打印廠于2020年初開業(yè)。

同時該公司參與了許多項目，包括各種藝術(shù)裝置和拓撲優(yōu)化的橋梁。

△經(jīng)過拓撲優(yōu)化的橋梁（圖片來源：Vertico）

在下圖中我們可以看到一個更復雜的案例，這個模型是一個顯示著編織圖案的花瓶，我們甚至可以看到混凝土的細節(jié)。

△混凝土花瓶（圖片來源：Vertico）

從房屋到橋梁，乃至生活的擺件，我們都可以憑借3D打印去創(chuàng)造出來。但不得不承認的是，混凝土3D打印的房屋后期結(jié)構(gòu)強度、粉刷和裝修等過程都需要考慮到，目前尚未針對3D打印技術(shù)形成一套規(guī)整的房屋建造流程來匹配。因此，距離3D打印造房真正在我們的生活中實現(xiàn)，仍然還有很長的路要走。但愿真的有那么一天，我們真的可以在一個湖光盈盈的岸邊，隨時隨地造上那么一棟想象中的房。