美国将建造世界上第一个两层3D打印结构的建筑，目前施工已经开始，这座占地371平方米的住宅位于休斯顿，很快将成为世界上最大、最高的打印建筑之一，展示了3D打印技术和大规模定制在建筑领域迅速扩展的可能性。
项目来自于一家伊萨卡的实验设计公司和研究工作室HANNAH、国际3D建筑打印供应商PERI 3D与休斯顿领先的工程服务和总承包商CIVE为期两年的合作。设计采用混合施工方法，将打印的混凝土模块与木框架相结合，使其成为首批以集成方式使用木材和混凝土的3D打印之一。
项目由康奈尔大学建筑、艺术与规划学院的助理教授和HANNAH的负责人Leslie Lok和Sasa Zivkovic带头，其目标是开发一个可扩展并适用于多领域的3D打印建筑系统。考虑到打印超出单层限制时的额外结构挑战，家庭住房未来广泛使用3D打印不是一件容易的事，Lok解释说，有必要根据材料和施工过程来开发设计。
“这个项目的每个方面，从整体空间配置到规模建筑细节，例如我们建造架子和开口的方式，都受到3D打印混凝土独特的制造逻辑的影响，凭借CIVE的结构工程专业知识和PERI 3D专业的打印知识，我们能够开发出一种3D打印二层建筑的方法。”
HANNAH的主要活动领域是欧洲，也在国外建造了少数3D打印的多层项目，他们的设计因其适应美国木结构建筑文化而脱颖而出。尽管在地板和天花板上使用预制混凝土组件一直是欧洲的典型做法，且木框架在3D打印建筑中的整合迄今为止受到限制，但木框架作为一种建筑技术在北美更为普遍。
对此，HANNAH尝试创造一种更容易适用于美国市场的设计。两人解释说，最终的设计结果是一座拥有木材和印刷混凝土体积两种肌理的房子，这是一种结合了两种材料最好方面的策略。
“我们模块化设计的独特之处在于，印刷混凝土和木框架携手合作，我们将它们用于表现最佳的地方，3D打印不代表你可以到处打印混凝土，而是在有意义的地方打印。”
在某种程度上，项目展示了3D打印对未来建筑行业的实用性。模块化3D打印机 - COBOD BOD2龙门打印机 - 只需一天即可设置完成，并且可以24/7全天候运行。尽管工作现场仍然需要少数人来监督机器，但打印机几乎可以完成所有繁重的工作。
为混凝土实现正确的印刷混合物是一项挑战，需要其他行业合作伙伴的帮助。PERI 3D打印团队与填充混凝土制造商Quikrete的工程师合作，在休斯顿的特定地点提高了新一代打印混合物的可打印性。今年夏初，团队在现场输入各种打印参数进行了测试打印。
设计3D打印房屋是项目的另一个要求很高的部分，因为与普通的建造承包商不同，3D打印机器不会读取建筑平面图，而是读取代码运行。HANNAH的建筑师使用特殊的软件手动设计了印刷机用来为新房子浇注一条连续的混凝土线的路径，一个叫做“刀具路径”的细致过程，同样包括结构和美学考虑，不留任何错误余地。
HANNAH并没有让这个复杂的过程限制他们的设计，而是利用打印工具路径作为推动3D打印结构设计可能性的机会。在混凝土模块中重复使用增量悬臂作装饰性和功能性的建筑主题，与印刷混凝土的不同水平层相结合，创造了一个关于3D打印建筑的大胆风格，暗示了印刷项目新设计语言的机会。
更广泛地说，项目让人们看到了3D打印可能成为建筑行业主要力量的未来。从缓解劳动力短缺到建造经济适用房，自动化建筑可以解决各种紧迫问题。
尽管如此，仍有许多工作要做，对于这个项目，团队希望利用它作为学习机会来简化施工过程，并优化3D打印建筑的材料使用和成本，如果要实现3D打印建筑，所有必要步骤的建造水平都需要达到新的高度。
编辑：Z
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