如何打印一栋房子

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简单的说，3D 打印房屋就是像做蛋糕裱花那样一层一层建房子。





3D 打印的热潮在蔓延。从运动鞋、iPhone 模型，到能帮助残疾人的机械手臂，会飞的飞机，带草莓酱的巧克力蛋糕??在每个领域，3D 打印都以行业颠覆者的角色出现。

《经济学人》以 15 世纪印刷术和18世纪蒸汽机的诞生作比，预测这种全新的生产方式，将促成第三次工业革命。它缩短了消费者和制造者之间的距离，甚至模糊了两者的界限。当“社会化制造”成为主流，这会引发深刻的社会行业变革。

现在，它甚至可以打印一幢建筑。美国南加利福尼亚大学的一位伊朗裔工程师比洛克·霍什内维斯（Behrokh Khoshnevis），一直在研究快速成型工艺在建筑上的应用，也就是，如何像造模型那样造房子。英国拉夫堡大学的索尔教授也在开展类似的项目。在米兰设计周的 Hacked lab 实验室里，则展示了一幢从网上下载，并打印组装的房子。

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打印一幢房子

从原理上来看，打印房子和打印其他的东西并无二致，只不过材料不同，尺度变大了。按照比洛克·霍什内维斯的说法：现在衣服、鞋子和汽车都已经可以自动生产了，房屋如果仍旧需要人们按照之前的方法去建造，未免太不合理。

用传统的方法完整地建造一栋房子，平均需要 4 万个步骤，但用 3D 打印就容易得多。

霍什内维斯教授将他的设想称为“轮廓工艺”（Contour Crafting）。简单的说，就是像做蛋糕裱花那样一层一层建房子。作业流程十分简单：首先，将事先设计好的立体模型载入3D打印系统，装载在起重机上的打印机通过一个可移动的喷嘴喷射出特殊的水泥，在建筑场地上勾画出一个整体轮廓，接着一层一层地叠加建筑墙体，打印机会根据规划图自动留出门窗的位置；然后，盖上第一层天花板，在顶上浇灌出第二层的地面，直到完成屋顶和外部结构的细节；和传统的建造过程类似，墙体建设完成后添加电气、管道和通信等基础设施。搭建完成后，剩下的只是安装门窗和内部装修了。

一般家用的 3D 打印机无法完成这样的大工程，这样一套特殊建造的系统需要 150 万美元。这种工艺使用的材料混合了混凝土和纤维聚合物，每平方英寸能抵抗 10000 磅压力，比传统的混凝土墙更结实，且它在太阳下会迅速变干并凝固，房屋建好后马上就能入住。

不需要砖瓦、木材、搭建好的钢筋架子和施工队，24 小时内，利用 3D 打印机就能建造出几幢简单的毛坯房。据专家预测，只要一天时间，它就可以建成一座 185 平方米的房子，速度是人力的 200 倍。毫无疑问，用这种方式盖房子，不会制造任何安全事故。

这个项目开始于上世纪 90 年代。2004 年，当这台机器实验性地打印出第一堵墙时，就吸引了洛杉矶建筑师格雷戈·林（Greg Lynn）的注意，他认为这对建筑界来说绝对是天大的好消息。“高迪肯定爱死这种机器了，”他在 2004 年接受《纽约时报》采访时说。“高迪做出的所有东西你都能用这种技术轻松实现。”2008 年，世界最大的建筑设备制造商 Cateroillar，开始支持“轮廓工艺”自动建造系统的研究，并投了钱。2009 年，一位奇点大学的毕业生和霍什内维斯一起研究如何将“轮廓工艺”商业化。

在今年的一个 TED 演讲里，霍什内维斯教授认为，这项技术将比所有传统的建造方式都更高效、便宜并节能。它几乎能打印出你设计的任何方案，无论是坚硬的直角，柔软的曲线，古怪的造型，都不是施工难题。

他在演讲中说，这种技术十分适合灾后应急建筑和临时性住房，也很有希望走向太空，它能建造安全、可靠、成本低廉的月亮和火星建筑，为人类移民太空铺平道路。

拉夫堡大学的索尔教授也在进行类似的研究，不过他的机器更加细致，除了毛坯房的基本结构，还能打印出整体浴室的结构、壁炉和简单的装潢设施，甚至能直接绘制出精美的壁画。他的灵感来源于撒哈拉南部的一种白蚁，它们能将巢穴筑成 2-3 米高的“大型建筑”，在建造巢穴时，用自己的排泄物和唾液构建框架，并填充进去。

霍什内维斯教授表示，到了 2050 年，3D 打印房屋将不再稀奇，城市贫民窟在物理意义上将不复存在。

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下载一所房子

和3D打印技术连接在一起的是社会化生产模式。原先，制造业在大工厂里进行，需要将大量人力、资金、设备集中到一起，通过物流和分销，辗转到达消费者手中。现在，随着3D打印的不断普及，制造业转变为更加灵活、投入更少的生产方式，甚至变得有条件按需生产。一切都可以用数据传输，虚拟的数字传播和实体经济结合在一起。设计变得更加重要，与此同时，盗版也变得更加容易。

在米兰设计周的黑客实验室（Hacked Lab）里，展示了一幢可以下载的房子。这是一个名为 wikihouse 项目的产品。这座房子通过开源设计制造，采用 3D 技术打印，不需要正规的建筑技能就可以组装构件。

英国建筑师阿拉斯泰尔·帕文（Alastair Parvin）是 wikihouse 背后的主脑，他十分认同经济学家凯恩斯的逻辑。这位经济学家曾说过一句话：“运送食谱比运送蛋糕饼干要容易得多。”他认为他们的建屋理念也是如此。将设计放入公有领域，Wikihouse 希望能引发真正的变革，降低建屋的门坎。这是帕文的野心。

Wikihouse 提供了一个设计包，里面有几种固定结构和尺寸的材料，设计师只能使用这些元件做设计。你若想建一幢房子，可以从网上下载模板，如果你会3D建模，可以根据自己的情况作修改，接着找到所有需要打印的零部件，打印出来组装就行了。

去年夏天，在韩国光州设计双年展上，帕文所在的建筑事务所展出了第一座 Wikihouse。很快，在当年 10 月，他们和威斯敏斯特议会合作建立的供企业家交流的空间也迅速搭建起来。但这项设计仍在实验阶段，他们也希望有更多设计师参与他们的合作。

帕文希望能在灾后重建领域推广这样的建筑理念，能够快速高效低成本地建造房屋。他在接受《连线》杂志采访时说：“我们有意识地做事情，去找有什么问题值得解决，我们认为这绝对是其中之一。”

自从 1988 年第一台机器被生产出来，3D 打印的原材料范围在迅速扩大，从树脂到塑料、陶瓷、金属直到如今的混凝土，3D打印机价格的下降也十分惊人，1999 年一台打印机要 80 万美元，到今年只需要 1000 美元出头，甚至 500 美元就能买到基础版的。

现在，人们对3D打印的担忧集中在材料的昂贵和打印精度上，几乎没人能真正预测它会给实体经济带来的冲击。至少到目前为止，所有和造房子相关的3D打印技术，还没有完全走出实验室，但想一想吧，涉及复杂上下游产业的建筑业如果被简化为设计、生产和组装，未来该有多难以预料。

韦叔彬

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