關於用3D印表機造房子的三個問題

WATG 的 3D 列印房屋渲染圖，全部圖片由 WATG 提供

創想計劃最近和知名建築公司WATG的建築團隊進行了一場關於最新城市建築設計的討論——在贏得了4月由Branch Technology舉辦的自由房屋設計挑戰大賽後，他們成為了對於這個主題最有發言權的團隊。

Branch Technology 是一所坐落在美國查塔努加的 3D 工程公司，在今年早些時候他們舉辦了這個有關於建築設計的比賽，許多建築公司應邀設計了一間面積在600到800平方英尺之間的獨立房屋。這間房屋設計必須使用 Branch Technology 自己研發「細胞式」3D 列印技術，由KUKA 機器人手臂配合 3D 印表機去還原繁複精細的設計。

兩個星期以後，WATG 使用建模軟體 Rhino 設計出了彎曲形態的炭纖維結構建築 「bachelor pad」。赫斯特說：「儘管這只是獲得比賽資格的入場券，但它幫助 WATG 在最後的評選中獲得了最佳建築和最佳建築結構獎。」除了贏得豐厚的獎金，WATG 的設計還成為了唯一一個能夠真正被實體列印建造的建築項目，Branch Technology 公司會在2017年開始實體列印他們的建築設計。

借這個機會，我們向 WATG 提出了三個有關於未來 3D 列印城市建築問題。WATG 的副總裁丹尼斯·雷希爾（Dennis Rehill）和助理副總裁克里斯·赫斯特（Chris Hurst）以及團隊中的米格·阿爾瓦雷斯（Miguel Alvarez），丹尼·卡文（Daniel Caven），和布倫特·渡邊（Brent Watanabe）引導了這場討論，以下是他們的回應。

WATG 的 3D 列印房屋渲染圖

問題1：為什麼 3D 列印對建築行業的作用如此之大？

3D 列印使得建築行業里的參數化設計成為可能，避免了平常使用這種設計方法而造成的造價過高的問題。使用傳統建築材料來進行參數化設計確實是可行的。但是大多數材料都被用來建造盒狀的建築，這樣的建築要求極其死板的角度和極其穩固的幾何結構。使用傳統建築模式來參數設計這樣的房屋類型是非常昂貴和困難的，正因為如此，這樣的設計方式目前還極其少見。

如果通過3D 列印來完成這樣的工作，參數化設計（包括任何你能想像到的不平常設計）變得更加簡單而且更加省錢，因為 3D 印表機會根據設計的特定要求去精準的構造材料。赫斯特說：「因為不需要建築繪圖，3D 列印也降低對建築施工的要求，」雷希爾補充道，「並且提前避免了在高性能建築施工過程可能中出現的問題和紕漏。」

本質上來說，3D 列印讓人們擁有極富想像力的個性化定製和高穩固性房屋的理想成為了可能。

問題2：目前的建築行業中，3D 列印被應用在哪裡？

目前的狀況是，標準大小的 3D 列印產品需要通過比其更大的印表機才能夠列印。儘管這樣的狀況聽起來非常不實用，但是在當今建築界確實有一些這樣的 3D 列印實例。赫斯特說:「當然，列印出來的結果非常不可靠，非常粗糙，所以需要許多的人力去完善它。」

藉助 Branch 公司的科技專利和KUKA 機器手臂的幫助，印表機不再需要比建築結構大。這在行業領域裡是一個巨大的飛躍。目前，這個技術只允許單只 3D 列印頭以及單種材料列印，這樣的狀況適合碳化纖維材料案例。而且這個技術的列印只能分片列印，這就意味著在裝配和焊接過程中人力工作依舊是需要的。但是基於目前 3D 列印在建築行業方面的發展狀況，赫斯特和雷希爾似乎對於這個技術的前景非常樂觀，許多當前存在的問題也會在不久的將來被解決。

問題3：建築行業的 3D 列印的前景如何？

赫斯特說；「一個短期的 3D 列印在建築業的目標就是『藉助這個技術，建築可以成為它所應該成為的樣子而非被材料和軟體限制要求的樣子』」。一旦雙頭 KUKA 機器人和多材料 3D 列印技術被實現，它們就可以完成任何形態的建築。赫斯特補充道，只要 KUKA 機器人的手臂足夠長，一體化列印任何物體的場景馬上就會實現。

對於3D 列印的長期目標，赫斯特的野心十分具有想像力。他希望有一天 KUKA 手臂和 3D 印表機可以去到像火星這樣非人類居住的地方，在人類真正抵達之前，建造適合人居的建築。另一方面，雷希爾則是希望可持續化的人類居住生態環境能夠被構建。造價低廉的，可復原的基礎設施能夠改善欠發達地區的人民生活。

在這裡了解更多 WATG 的建築項目，在這裡了解Branch Technology 自由房屋設計挑戰大賽。

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