美國(guó)研發(fā)3D打印術(shù)：24小時(shí)內(nèi)造232平米樓房

3D打印機(jī)建造房屋 效果圖

比赫洛克·霍什內(nèi)維斯教授　　

美國(guó)航天局(NASA)出資與美國(guó)南加州大學(xué)合作，最新研發(fā)出“輪廓工藝”3D打印技術(shù)，24小時(shí)內(nèi)就可以印出大約232平方米的兩層樓房子，只要一個(gè)按鍵就可以操控機(jī)械打印出房子。由于大大節(jié)約了建筑時(shí)間和建筑成本，該技術(shù)讓人類在移民月球或火星后可以就地取材，快速并且批量打印出“外星屋”。

速度快

24小時(shí)打印出232㎡大宅

美國(guó)南加州大學(xué)的“輪廓工藝”3D打印技術(shù)項(xiàng)目，由美國(guó)航天局出資贊助。據(jù)“輪廓工藝”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、南加州大學(xué)教授比赫洛克·霍什內(nèi)維斯介紹，“輪廓工藝”其實(shí)就是一個(gè)超級(jí)打印機(jī)器人，其外形像一臺(tái)懸停于建筑物之上的橋式起重機(jī)，兩邊是軌道，而中間的橫梁則是“打印頭”，橫梁可以上下前后移動(dòng)，進(jìn)行X軸和Y軸的打印工作，然后一層層地將房子打印出來(lái)。

“輪廓工藝”的工作速度非常快，24小時(shí)之內(nèi)能打印出一棟兩層樓高、2500平方英尺(約合232平米)的房子。“輪廓工藝”3D打印技術(shù)目前已可以用水泥混凝土為材料，按照設(shè)計(jì)圖的預(yù)先設(shè)計(jì)，用3D打印機(jī)噴嘴噴出高密度、高性能混凝土，逐層打印出墻壁和隔間、裝飾等，再用機(jī)械手臂完成整座房子的基本架構(gòu)。全程由電腦程序操控。

成本低

省錢省力省料更快更環(huán)保

據(jù)介紹，為了節(jié)省建筑材料，“輪廓工藝”機(jī)器人打印出來(lái)的墻壁是空心的，雖然質(zhì)量更輕，但它們的強(qiáng)度系數(shù)約為10000psi(即每平方英寸能夠承受10000磅壓力)——遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)房屋的墻壁，而且節(jié)省了20%-25%的資金和25%-30%的材料。

“輪廓工藝”最大的節(jié)省還是人力，通過(guò)使用3D打印機(jī)，“輪廓工藝”將節(jié)省45%到55%的人工，相應(yīng)地也會(huì)使用更少的能源，排放更少的二氧化碳，不僅大大降低了成本，而且大大提高了速度。

該機(jī)器人不僅可負(fù)責(zé)打印外墻，鋪地板、水管、電線，甚至連上漆、貼墻紙也一手包辦，但它并不能完全取代工人，住宅建筑的許多部分，諸如水電、供熱管道、門窗和吊頂?shù)热孕枰柚と耸止ね瓿砂惭b。

外形美

波浪形外墻更美觀更環(huán)保

雖然“輪廓工藝”技術(shù)還存在一些不足，但它的誕生意味著在這個(gè)領(lǐng)域會(huì)有許多新工種出現(xiàn)。目前，該項(xiàng)目已經(jīng)獲得眾多建筑機(jī)構(gòu)和公司的關(guān)注。

霍什內(nèi)維斯教授強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)新技術(shù)還可以將建筑構(gòu)件根據(jù)需要制成任意形狀，不一定非得是傳統(tǒng)的直線形，比如可以讓房屋墻面擁有弧形或波浪形的獨(dú)特外觀，既豐富了建筑的美感，又符合經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益。此外，它還可以在災(zāi)區(qū)重建、貧民區(qū)改造中大顯身手。

霍什內(nèi)維斯教授表示，到了2050年，3D打印房子將成為一種成熟的技術(shù)，到時(shí)候堅(jiān)固度將不是首要考慮的問(wèn)題，現(xiàn)在生產(chǎn)的各種高強(qiáng)度塑料建材保證5年至10年需求是沒問(wèn)題的，而且也達(dá)到了住房人群的要求。況且由于成本低廉，過(guò)幾年換一套也完全不在話下。

太空夢(mèng)

就地取材批量打印外星屋

值得一提的是，“輪廓工藝”技術(shù)不僅僅被局限在地球使用，還可以運(yùn)用于外太空。據(jù)聯(lián)合國(guó)估計(jì)，2050年全球人口將達(dá)到史無(wú)前例的96億人，地球居住空間將更為擁擠，荷蘭非營(yíng)利組織“火星一號(hào)”從20萬(wàn)報(bào)名者中挑出1058人，參加移民火星訓(xùn)練，預(yù)計(jì)將挑選出24位移民者，2024年分成6個(gè)梯次依序升空到火星居住。而人類未來(lái)若要移居其他星球，解決住宅問(wèn)題可謂首要任務(wù)。

霍什內(nèi)維斯教授稱，如果未來(lái)人類要在月球上建造棲息地，九成建材有望取自月球土壤，而其余材料則或需由宇宙飛船從地球運(yùn)往月球。由于“輪廓工藝”可以更快速、更環(huán)保地批量建造出適合人類居住的建筑，可以想見，隨著這項(xiàng)前沿技術(shù)趨于純熟，太空移民有望過(guò)著更舒適的生活。