美国3D打印术24小时造出数百平楼房

smarter · 发表于 2014-1-25 23:35:30

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3D打印机建造房屋效果图

比赫洛克·霍什内维斯教授

据外媒22日报道，美国航天局（NASA）出资与美国南加州大学合作，最新研发出“轮廓工艺”3D打印技术，24小时内就可以印出大约232平方米的两层楼房子，只要一个按键就可以操控机械打印出房子。由于大大节约了建筑时间和建筑成本，该技术让人类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”。

据“轮廓工艺”项目负责人、南加州大学教授比赫洛克·霍什内维斯介绍，“轮廓工艺”其实就是一个超级打印机器人，其外形像一台悬停于建筑物之上的桥式起重机，两边是轨道，而中间的横梁则是“打印头”，横梁可以上下前后移动，进行X轴和Y轴的打印工作，然后一层层地将房子打印出来。

“轮廓工艺”的工作速度非常快，24小时之内能打印出一栋两层楼高、2500平方英尺（约合232平米）的房子。“轮廓工艺”3D打印技术目前已可以用水泥混凝土为材料，按照设计图的预先设计，用3D打印机喷嘴喷出高密度、高性能混凝土，逐层打印出墙壁和隔间、装饰等，再用机械手臂完成整座房子的基本架构。全程由电脑程序操控。

据介绍，为了节省建筑材料，“轮廓工艺”机器人打印出来的墙壁是空心的，虽然质量更轻，但它们的强度系数约为10000psi（即每平方英寸能够承受10000磅压力）——远远超过了传统房屋的墙壁，而且节省了20％-25％的资金和25％-30％的材料。

“轮廓工艺”最大的节省还是人力，通过使用3D打印机，“轮廓工艺”将节省45％到55％的人工，相应地也会使用更少的能源，排放更少的二氧化碳，不仅大大降低了成本，而且大大提高了速度。

该机器人不仅可负责打印外墙，铺地板、水管、电线，甚至连上漆、贴墙纸也一手包办，但它并不能完全取代工人，住宅建筑的许多部分，诸如水电、供热管道、门窗和吊顶等仍需要借助工人手工完成安装。

虽然“轮廓工艺”技术还存在一些不足，但它的诞生意味着在这个领域会有许多新工种出现。目前，该项目已经获得众多建筑机构和公司的关注。

霍什内维斯教授强调，这项新技术还可以将建筑构件根据需要制成任意形状，不一定非得是传统的直线形，比如可以让房屋墙面拥有弧形或波浪形的独特外观，既丰富了建筑的美感，又符合经济及环保效益。此外，它还可以在灾区重建、贫民区改造中大显身手。

霍什内维斯教授表示，到了2050年，3D打印房子将成为一种成熟的技术，到时候坚固度将不是首要考虑的问题，现在生产的各种高强度塑料建材保证5年至10年需求是没问题的，而且也达到了住房人群的要求。况且由于成本低廉，过几年换一套也完全不在话下。

值得一提的是，“轮廓工艺”技术不仅仅被局限在地球使用，还可以运用于外太空。据联合国估计，2050年全球人口将达到史无前例的96亿人，地球居住空间将更为拥挤，荷兰非营利组织“火星一号”从20万报名者中挑出1058人，参加移民火星训练，预计将挑选出24位移民者，2024年分成6个梯次依序升空到火星居住。而人类未来若要移居其他星球，解决住宅问题可谓首要任务。

霍什内维斯教授称，如果未来人类要在月球上建造栖息地，九成建材有望取自月球土壤，而其余材料则或需由宇宙飞船从地球运往月球。由于“轮廓工艺”可以更快速、更环保地批量建造出适合人类居住的建筑，可以想见，随着这项前沿技术趋于纯熟，太空移民有望过着更舒适的生活。