近日，蘇黎世聯邦理工學院的建筑師和工程師正計劃建造一座由3D打印柱子組成的23米高的塔，這將成為瑞士Mulegns小村莊的一個文化場所。
蘇黎世聯邦理工學院負責研究的副校長Detlef Günther對外表示，該項目的目標是振興這個只有16名居民的地區，并加強文化、研究和技術發展之間的聯系。因為新的知識往往出現在不同學科的交匯處。
這座高塔將在現場使用機器人3D打印機建造，據稱75英尺的高度將是有史以來由機器人建造的高的3D打印結構之一。
△Mulegns的3D打印白塔的外觀效果圖。圖片來源：Hansmeyer/Dillenburger
與蘇黎世聯邦理工學院合作的 "蛋殼 "3D打印技術
對于在建筑環境中進行混凝土3D打印來說，它通常需要由模板來支撐，因為它從流體材料過渡到固體，這可能是昂貴的。正交結構也仍然是常態，許多建筑使用的材料比實際需要的要多。雖然FDM3D打印在建筑應用中顯示出前景，但這項技術的速度、規模以及無法生產薄的打印結構來固定混凝土，在一定程度上阻礙了其廣泛采用。
2020年7月，來自蘇黎世聯邦理工學院的研究人員將機器人大規模FDM 3D打印與鑄造方法相融合，設計出一種新穎的 "蛋殼 "混凝土3D打印工藝。這項技術使團隊能夠以一種更節省材料的方式生產復雜的結構，同時也將材料的橫向壓力降到最低，以允許打印出具有更復雜幾何形狀的雕塑作品。
通過將大規模機器人FDM 3D打印與按需設置的數字鑄造系統相結合，系統由蘇黎世的一個早期團隊在2014年設計的智能動態鑄造（SDC）方法發展而來，建造團隊可以使用單層薄殼作為模板創造更復雜的結構。
通過與德國工程公司Basler & Hofmann合作，蘇黎世團隊部署了這項制造工藝，在公司總部的院子里創建了一棵3D打印的 "未來之樹"，并且樹的柱子在幾個小時內就可以完成自我支撐。
蘇黎世聯邦理工學院此前還參與了其他幾個建設項目，與扎哈-哈迪德建筑事務所合作，創建了一個5噸重的3D打印弧形外殼混凝土館，并使用3D打印機和機械臂數字化制造了一棟三層樓的房子。
△白塔門廳的內景效果圖。圖片來自Hansmeyer/Dillenburger
白塔的打印
穆勒根斯的復興項目是劇院導演和Origen文化節創始人喬瓦尼-內策的創意。蘇黎世聯邦理工學院教授Benjamin Dillenburger和數字建筑技術研究小組的Michael Hansmeyer與Origen基金會一起設計了這座塔，它將主要由有機形狀的3D打印白色混凝土柱組成。
這些柱子支撐著四層樓，每層樓的高度在四米到八米之間，并在塔頂形成一個圓頂，圓頂內將有一個舞臺，可以舉行戲劇、舞蹈表演和音樂會。
來自國家研究中心（NCCR）數字制造部的另外三位ETH教授也與迪倫伯格一起參與了該塔的開發。Robert Flatt負責混合可打印的混凝土材料，Walter Kaufmann負責打印部件的結構完整性和連接，AndreasWieser將專注于建造過程中的計量和檢測要素。
這座塔塔的建設將于2022年4月在現場開始。據報道，機器人打印機將能夠在兩個小時內打印出一個三米高的柱子，每個3D打印元件都將被設計成可以在另一個地方拆卸和重建的塔。
使用3D打印技術進行建造，將能夠生產出復雜幾何形狀的柱子，并且通過消除對模板的需求，還將需要使用更少的原材料。
△劇院導演Giovanni Netzer；ETH負責研究的副主席Detlef Günther；聯合會主席Guy Parmelin和格勞賓登州政府委員會的Mario Cavigelli（從左至右）。照片來自Benjamin Hofer
來源：南極熊3D打印網
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