盤點3DP技術在建築方面各種腦洞大開的應用

3D列印技術可以讓建築結構顛覆傳統建築的理念。不同於傳統直線形的建築，3D列印能夠創建曲線形的建築物。另外，用於建築文物修復與複製方面，3D列印滿足定製化的要求又是另外一個滿足建築需求的特點。

然而，我們通常所熟知的3D列印技術用於建築領域指的是直接列印水泥混凝土的技術。而3D列印的另一項技術3DP粘結劑噴射技術，其特點是工業級效率、速度快、精度高，再加上允許大尺寸列印，可以說3DP技術與建築的結合點頗多。本期，3D科學谷結合voxeljet維捷在國外的幾個典型應用案例，為您盤點3DP技術在建築領域的精彩應用。

或塑料或砂子

或直接應用或用作模具

關鍵詞：PMMA塑料、直接應用

PMMA的3D列印

3Dion和Voxeljet維捷完成了科隆大教堂人物的複製品

科隆大教堂是位於德國科隆的一座天主教主教座堂，是科隆市的標誌性建築物。在所有教堂中，它的高度為157米居德國第二（僅次於烏爾姆市的烏爾姆大教堂），世界第三。論規模，它是歐洲北部最大的教堂。集宏偉與細膩於一身，它被譽為哥特式教堂建築中最完美的典範。它始建於1248年，花了超過600年建造，工程時斷時續，至1880年才由德皇威廉一世宣告完工，至今仍修繕工程不斷。

修繕和維護科隆大教堂是個巨大的工程，近年來，建築維修預算為每年六至七百萬歐元。約有60%的資金來自Zentral Dombau Verein（中央大教堂建築協會-ZDV）。該協會自1842年以來一直存在，並在第十九世紀完成大教堂的建設發揮了重要作用。

在100多名教堂修繕員工中，大約有80名是維修工匠包括石匠、木工、金屬工、鐵匠、琉璃家、玻璃畫家、玻璃修復、畫家、金匠、屋頂維修、電工等；其餘20名員工在科學部工作。

為了感謝修繕基金的捐助人，ZDV邀請了大約100人，感謝所有的客戶慷慨的贊助，以修繕戰爭和風化對科隆大教堂造成的破壞。每位捐助人收到了ZDV的一份特殊的禮物：高品質的3D列印科隆大教堂人物的複製品。

這些複製品的生產來自與3Dion與Voxeljet維捷的合作。首先，他們通過Steinbichler三維掃描儀掃描每一個雕塑，然後通過位於科隆的一家公司3D Scanworks進行模型等比例縮小並獲得最終的三維模型。

在最後一個步驟中，所有的108個副本在一個周末完成3D列印。通過voxeljet維捷的3D印表機VX1000（建構空間：1000 x 600 x 500 mm），在短短的31小時就完成了3D列印。

列印所使用的材料是PMMA，這種塑料再現了雕塑的砂岩視覺感覺。列印完成後，這些副本被送去清洗，然後表面滲透和浸漬環氧樹脂。

關鍵詞：PMMA塑料、間接應用

3D列印PMMA用於精密鑄造

蘭伯特斯大教堂的重生

許多歐洲人仍然緬懷比利時Lüttich革命期間對蘭伯特斯大教堂的破壞。通過3D列印比例為1:100的青銅模型，某種程度上挽回了許多人的心理遺憾。這個模型是通過voxeljet維捷的服務中心列印完成後，通過精密鑄造獲得的。

青銅模型位於1.2米高的平台上，模型的測量高度為1.35米，寬為1米，長度為2米，重約600公斤。模型的設計師Pierre Jacob先是對現有的教堂木製模型進行了三維掃描，得到了真實可靠的原始副本，隨後在軟體的幫助下，完成了根據歷史資料對於細節的修飾和再現。

通過voxeljet維捷的服務中心，將尺寸為2,000 x 1,000 x 1,350 mm的模型列印出來，PMMA材質的模型重約51kg，包含了80個獨立的模型，列印時間為5小時。

獲得了PMMA材質的精密鑄造模具後，進入下一個環節的熔模鑄造。最後獲得了比例為1:100的青銅模型。

關鍵詞：砂子、直接應用

砂型房屋

3D印表機列印出來的「整幢房屋」

3DP列印技術已成為建築行業不可或缺的一部分。起初是用來製作演示模型，後來還有「異想天開」者用來打造生活空間。

來自奧地利建築師Peter Ebner賦予了3D列印房屋超前的設計理念：將生活空間較少到最低限度，只有幾平方米，高度約三米。現在，這些房屋被列印出來，就位於voxeljet維捷德國的服務中心。

關鍵詞：PMMA塑料、直接應用

PMMA上面覆蓋金屬

金屬質感的自由曲線牆壁

建築的世界存在著一批玩得更開的藝術家，將3DP技術用於裝飾性牆壁的建造是個大膽又行得通的想法。因為這結合了3DP技術的幾大優勢：大尺寸、高精度、複雜的自由曲面、工業級效率。

這裡面玩得比較High的就有美國的設計師Ioan Florea ，他通過voxeljet維捷的VX4000的設備將他所設計的充滿獨特感且帶有壯觀色彩的牆壁列印出來，這些牆壁的設計包含了傳統製造工藝很難實現的自由曲面設計。

似乎是覺得白色的PMMA材質不夠展現出Florea設計的「瘋狂」，藝術家又將這些牆面覆蓋了液態金屬。其結果是整個牆面看上去是由熔融的金屬製造而成。

或許不久的將來，我們將「傲嬌」的跟裝修公司說「來一面3D列印的金屬牆吧。」

的確，雖然3D列印房子的安全性以及保暖、防潮等性能還需要接受時間的檢驗，但是這種以回收材料為列印原材料，並通過讀取建築物的數字化模型來實現自動化房屋建造的方式，無疑將為建築業實現降本、環保和實現顛覆性的建築結構開闢了一條全新的道路。

文章圖片來源：voxeljet維捷

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