数字化设计与3D打印成为庞大建筑结构与室内装饰新范式

随着原质料价格的不绝上涨、供应链的相对缺少、生产周期的不绝缩短以及环保意识越来越强烈，建筑行颐魅正面临着来自各个层面的日益严峻的挑战。

尽管建筑行颐魅正不绝引入数字化技术来提升建筑项目的质量与效率，但迄今为止，数字化技术更多被应用在建筑计划与治理任务当中，而在建筑结构的制造层面上却很少应用数字化技术及端到端的数据流程。

3D打印作为一种典范的数字化技术与数字化设计相结合，为建筑设计师实现庞大而坚固的建筑结构带来了全新范式。除了混凝土3D打印直接建造建筑墙体、衡宇之外，粘结剂喷射3D打印技术在庞大建筑结构的数字化制造领域也开始崭露头角。

本期，杭州尊龙凯时科技将分享新加坡科技大学建筑智能研究实验室 (AIRLAB)，通过voxeljet-维捷粘结剂喷射3D打印技术开展的AI-Table 数字化设计与制造应用案例，并揭示该项目中应用的数字化设计与制造流程，为庞大建筑结构与室内装饰带来的应用启示。

AI-Table 项目作品

? voxeljet-维捷

?用料少但坚固

上图中的桌腿是AI-Table项目开发的3D打印作品，其花丝交织的结构灵感来自于设计师在森林中散步时的视察。虽然看上去只是几条桌子腿，可是为了确保这种看似软弱的结构不会被极重的桌面压垮，设计师除了艺术美感之外，还需要对静载荷盘算有深刻的了解。

实现这些桌腿的设计，不但仅是基于人类的创立性思维，还包括 Autodesk Fusion 360 软件人工智能辅助设计，以及voxeljet-维捷3D打印技术与古板金属铸造相结合的技术。这一设计及制造思路降生于新加坡科技大学的建筑智能研究实验室 (AIRLAB)。

为了实现在使用最少质料的同时可靠地吸收桌面结构力的想法，项目最终使用青铜作为桌腿铸造质料。青铜铸造用的3D打印铸型由voxeljet-维捷粘结剂喷射3D打印设备和PMMA质料制造，铸造厂将3D打印铸型制成切合高精度规格的陶瓷外壳，然后进行熔模铸造。

得益于人工智能辅助的数字化设计与3D打印技术，设计师得以实现桌腿的结构优化。最终铸造而成的桌腿，精致可是坚固而稳定，并且去除了冗余的质料。

?新范式助力建筑的可连续生长

AI-Table 数字化设计与制造项目为最大限度地减少原质料，并实现高性能建筑带来了启示。将软件算法整合到设计阶段，并将3D打印整合到制造中的事情流程，将为建筑领域开辟完全差别的创意维度，带来新的形式和质料自由度。

别的，项目中应用的数字化设计及3D打印技术，为建筑界牢固树立可连续性理念“绘制”了一个蓝图。AIRLAB 实验室的研究人员将3D打印+熔模铸造作为古板制造工艺的替代技术，将与生产相关的能源消耗降低 4% 到 21% 之间，最大的影响来自于原质料运输需求的显著减少。在AIRLAB实验室还通过数字化设计与3D打印技术相结合，通过实施结构优化，去除不须要的质料，从而减少质料浪费。这一全新的方法，为改变目今建筑范式带来可能。

?voxeljet-维捷粘结剂喷射技术与建筑3D打印

为AI-Table 数字化项目提供3D打印技术支持的voxeljet-维捷，基于其粘结剂喷射3D打印技术，为室内外建筑模型、建筑结构数字化制造注入了新力量。

l?PMMA 3D打印+熔模铸造

voxeljet-维捷与从事艺术品铸造的德国企业Strassacker 基于PMMA 铸造模型3D打印开展了多项相助。在相助中，Strassacker使用voxeljet-维捷的3D打印效劳来制造青铜铸造模型。铸造模打印完成后，voxeljet-维捷用蜡渗透模型，使外貌越发平滑，然后将它们交付给Strassacker，通常交期在3-5天。

? voxeljet-维捷

这一工艺的特点是，不需要创立硅树脂阴模，3D打印的PMMA 模型被直接浸入陶瓷中从而创立壳体，模型在700°C的炉中被烧�。粝轮煊玫奶沾赡＞�。

3D打印PMMA 模型与熔模铸造工艺相结合，为金属铸件开辟了全新的设计可能性，实现已往许多无法想象的庞着述品，以及在没有原始设计文件的情况下，结合3D扫描等数字化技术对艺术品或建筑结构进行重建。除了快速制造3D打铸造模型，铸造的浇筑系统也可以通过3D打印技术来直接制造，这将节省铸造时间，并获得一致的铸造结果。

l?砂型3D打印

voxeljet-维捷粘结剂喷射技术另一种可用于建筑领域的质料为砂。这种砂型3D打印工艺，可混凝土浇筑应用的模板表皮或整个模板。

3D打印天花板模板

? voxeljet-维捷

建筑模板是混凝土浇筑成形的�？呛椭Ъ埽且恢至偈毙灾Щそ峁梗瓷杓埔笾谱鳎够炷两峁埂⒐辜椿ǖ奈恢谩⒓负纬叽绯尚危岢制湔肺恢茫⒚墒芙ㄖ０遄灾丶白饔迷谄渖系耐獠亢稍�。

在建筑结构中，墙壁需要以90°角（笔直）相互定位。如果泛起突出、弯曲或偏移的部分，都需要特殊的建筑模板，制造这种模板的古板制造方法耗时耗力，而三维弯曲模板这样的庞大建筑模板制作更是困难。粘结剂喷射3D打印技术是制造建筑模板的新兴技术，其优势是快速、准确的直接制造庞大建筑模板。
用于建筑立面结构的3D模板

? voxeljet-维捷

通过voxeljet-维捷粘结剂喷射技术3D打印的模板元件可进行后处理和优化，以获得理想的外貌光洁度和对抗施工现场外部天气的能力，并可便捷的地与古板模板系统（如木制模板系统）结合。尺寸不凌驾4 x 2 x 1米的模板元件可在无需工具的情况下进行整体打�。邢馯HPC（超高性能混凝土）之类常见类型的混凝土皆可被加工。

voxeljet-维捷3D打印技术正逐渐在建筑行颐魅站稳脚跟，以快速、灵活的方法，助力设计师将创成式设计等数字化技术获得的优化设计计划转化为现实。这种数字化设计与3D打印相结合的新范式将与建筑业碰撞出哪些火花，杭州尊龙凯时科技将坚持关注。