關(guān)于3D打印,有人用來打印小玩意,而有的人用來打印人體器官,甚至槍支。當我們都在期盼有這么一天,3D打印技術(shù)將普及每一個家庭的時候,有人已經(jīng)想得更遠。
南加州大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)工程學(xué)教授Berokh Khoshnevis和他的團隊已花費了十年的時間,研究如何將3D打印應(yīng)用在房屋建造上。這是一個龐大的3D打印工程,將一間經(jīng)過電腦設(shè)計好的房子直接打印出來,除了混凝土外墻,連房屋中的電線、水管等一切都已經(jīng)就緒。
目前人類除了面臨解決饑餓,讓所有人有瓦遮頭也是最根本的需要之一。但即使到了二十一世紀,目前仍然有十億人生活在極其簡陋的居住環(huán)境下。而惡劣的居住環(huán)境往往助長了疾病與犯罪。
世界各地的慈善組織每年都花費巨大資源在為落后地區(qū)的人們建設(shè)新家園。但對于目前傳統(tǒng)的房屋建造技術(shù)來說,這是一門勞動密集型而且缺乏效率的工程。而且這項工作過程相當危險,同時產(chǎn)生大量的排放。更重要的是,建一座房屋通常費用不菲,一些人為了私利往往會偷工減料,造成更大的悲劇。
有沒有更容易的方法建造一間房子呢?
Khoshnevis教授與他在南加州大學(xué)的學(xué)生設(shè)計了一種名為“contour crafting”的自動化房屋建造技術(shù),在他們的實驗室中,已成功通過全自動的方式“生產(chǎn)”出一棟1.8米高的樓房。和一般3D打印所用的熱熔膠不同,這個制造房屋整個過程中通過機械臂擠出混凝土讓房子成型,過程中另一只機械臂會加入石膏、木材、聚合材料、磚塊來優(yōu)化和鞏固整個產(chǎn)品。
最重要的是,這不是一個概念性構(gòu)思。利用contour crafting技術(shù)制造的房子有什么優(yōu)勢?簡單來說,目前他們能在20個小時內(nèi),制造出一所近300平方米的房屋。
當然,該技術(shù)一開始會運用在一些比較小的房子上,比如在一些緊急情況下需要的應(yīng)急用住房。
Khoshnevis教授表示,由于成本大大降低,目前這種自動化房屋生產(chǎn)技術(shù)對于低收入家庭非常有利。
甚至將來,建造業(yè)會催生出一種房屋制造機出租業(yè)務(wù),建造一間房屋僅需要有限的人手,付出一到兩天的器材租金即可完成。得益于3D打印技術(shù)的精準性,同樣大小的房子,所需物料也大大降低。
而且因為是3D打印,房屋的定制化也成為可能。只需要找專人設(shè)計好房屋造型,而電腦將會自動完成其他工作。
目前對于3D打印應(yīng)用在房屋建筑上最大的問題,是行業(yè)性的邏輯設(shè)計問題。因為房屋的造型各異,在一次成型的工藝基礎(chǔ)上,如何設(shè)計好一個合理有效的建筑邏輯是一門學(xué)問。Khoshnevis預(yù)計如果解決好這個問題,將會減少30-40%的建筑成本。
但和無數(shù)工業(yè)一樣,制造技術(shù)從人手轉(zhuǎn)型到機械,建筑界在未來也會面對一次大型的思維轉(zhuǎn)型。
雖然在地球上我們暫時未看到采用這種全自動建房技術(shù)的房屋,但目前Khoshnevis已獲NASA委托,負責(zé)將這種技術(shù)應(yīng)用在將來月球表面的建筑建造上。另外還有幾家國際性建筑公司也邀請他參加幾項特殊的建筑項目,只不過目前他仍需要為此保密。