赵雷《画》里的房子，3D打印帮你造出来

“为冷清的房子画上一扇大窗，再画上一张床…”在歌手赵雷的歌曲《画》中有这么一支神奇的画笔，可以肆意勾勒出自己想象中的家。在现实中，也有这么一支神奇的“画笔”——3D打印，它可以随时随地圆你平地起高楼的梦想。

2021年5月12日，南极熊获悉，建筑材料专家拉法基豪西（Lafarge Holcim）的公司津巴布韦拉法基水泥（Lafarge Cement Zimbabwe）将使用凝土3D打印技术在津巴布韦建造经济实惠的低碳房屋。这个项目旨在解决津巴布韦长期以来住房和学校基础设施短缺的问题，预计将于今年晚些时候开始建设。

公司负责人表示：“为展示3D打印的功能，津巴布韦拉法基水泥将在Knockmalloch建造10个单元，这是根据目前正在进行的经济适用房项目而定。项目将由福特公司提供资金开展，以见证和体验这种创新技术的能力，并且可以预见，这将吸引更多项目来使用这项技术提供价格合理的住房。”

△14Trees正在使用3D打印来解决非洲的住房和基础设施短缺问题。图片来自14Trees。

满足非洲负担得起的住房需求

津巴布韦拉法基水泥将在项目期间使用由拉法基豪西公司的子公司14Trees开发的混凝土3D打印技术，他们是与英国公共影响投资商CDC Group合资成立的。
通过使用Lafarge Holcim的专有浆料，这种3D打印技术有望显著减少建造房屋和学校的时间和成本。该项目最初始于马拉维，在那里建造了第一座样房。房屋的墙壁仅用了12个小时就被打印完毕，而第一所原型学校则用了18个小时被打印完了。

据报道，除了加快建造新建筑的速度之外，14Trees公司的3D打印技术还通过优化材料的使用将碳排放量减少了多达70％，可用于建造新房屋。

中东非洲地区负责人兼拉法基豪西执行委员会成员Miljan Gutovic在12月表示：“我们对合资公司14Trees的工作感到非常兴奋，它在3D打印技术方面进行了创新，以加快从房屋到学校的可负担得起的可持续建筑，这是我们致力于为人类和地球建设的一个很好的例子。”

这项技术最初在项目的第一阶段在马拉维部署，然后推广到肯尼亚和津巴布韦。Lafarge Holcim最近在津巴布韦开设了新的耗资280万美元的干粉砂浆厂，该厂将生产当地建筑项目所需的3D可打印油墨。

Lafarge Holcim的3D打印技术

Lafarge Holcim在项目中使用的具体3D打印工艺包括一台3D打印机和一个机械臂，该机械臂将专有浆料沉积到最终构成建筑物墙壁的图案化层中。该公司的技术和专有建筑材料还参与了其他几个3D打印建筑项目。例如，在过去的两年中，该公司一直与GE可再生能源和丹麦3D打印建筑公司COBOD合作开发3D打印“最高记录”的涡轮塔。去年，两位合作伙伴成功打印了一座10米高的涡轮机塔，该项目的环境效益最近在气候峰会上由乔·拜登总统向世界领导人展示。

Lafarge Holcim还获得了3D打印40米行人天桥的设计建造合同，为巴黎2024年奥运会做准备。这个项目是由土木工程公司Freyssinet，Levigne和Cheron Architects，计算和人工智能（AI）公司Quadric以及大型3D打印公司XtreeE投资创建，后期将通过共同合作来实现混凝土3D打印的完全实用化。

Lafarge Holcim之前参与了一个3D打印合作研发项目，项目旨在开发创新的3D打印系统和建筑材料。Lafarge Holcim还与西班牙建筑公司3D CONS展开合作，希望研究出能够通过3D打印来实现未来的建筑施工，修复和保温隔热自动化。

更为复杂的混凝土3D打印技术

目前，混凝土3D打印的案例大都集中在大型混凝土打印系统制造房屋结构上，这种打印系统往往需要具有相当大的喷嘴以实现大流量，以相当快速且可重复的方式铺设混凝土层。但是，对于真正复杂的具体工作，要充分利用3D打印的功能，则需要更加灵活，触感更好的东西。荷兰的Vertico公司向我们展示了混凝土3D打印可以制造更为复杂的模型，通过机械臂控制的打印机可以做出极为复杂的立体模型。

△机械臂混凝土打印机（图片来源：Vertico）

如上图所示，打印机系统由多种选项组成，包括选择小型或大型机器人（从一些机器人供应商处选择）。其他选项包括固定式或轨道式机器人，加速/标准喷嘴以及安全围栏或光幕的选择。他们的新混凝土打印厂于2020年初开业。

同时该公司参与了许多项目，包括各种艺术装置和拓扑优化的桥梁。

△经过拓扑优化的桥梁（图片来源：Vertico）

在下图中我们可以看到一个更复杂的案例，这个模型是一个显示着编织图案的花瓶，我们甚至可以看到混凝土的细节。

△混凝土花瓶（图片来源：Vertico）

从房屋到桥梁，乃至生活的摆件，我们都可以凭借3D打印去创造出来。但不得不承认的是，混凝土3D打印的房屋后期结构强度、粉刷和装修等过程都需要考虑到，目前尚未针对3D打印技术形成一套规整的房屋建造流程来匹配。因此，距离3D打印造房真正在我们的生活中实现，仍然还有很长的路要走。但愿真的有那么一天，我们真的可以在一个湖光盈盈的岸边，随时随地造上那么一栋想象中的房。