“3D 建筑打印之父”入選美國工程院院士，建筑打印漸入佳境！

2019年3月5日，南極熊獲悉，美國國家工程院（NAE）上月公布了新晉院士名單。美國南加州大學工業(yè)與系統(tǒng)工程布洛克 .霍什內(nèi)維斯教授（Behrokh Khoshnevis）因為他對制造、建筑以及 3D 打印應(yīng)用領(lǐng)域做出的突出貢獻，成功入選為美國國家工程院（NAE）院士。

圖為 Behrokh Khoshnevis 教授

圖為 Behrokh Khoshnevis 教授發(fā)明時間節(jié)點與其他的發(fā)明

布洛克教授被稱為世界 3D 建筑打印之父，他在 1997 年便提出用 3D 打印技術(shù)來制造建筑物的方案，并將該技術(shù)命名為 ContourCrafting（輪廓成型工藝），用加載 3D 打印系統(tǒng)的大型機械裝置直接打印建筑物。該技術(shù)在 2006 年被美國的 Modern Marvel 頻道評為全美當年最佳 25 項發(fā)明之一。輪廓成型工藝也因此在美國的科技領(lǐng)域受到的廣泛的關(guān)注。谷歌公司的能源部門計劃用輪廓成型工藝用于風力發(fā)電機的基建部分的打?。ǔl(fā)電機模組和葉片外），這樣可以在交通不便的偏遠地區(qū)建造風力發(fā)電站。美國太空總署（NASA）也資助輪廓成型技術(shù)的研發(fā)，計劃將 NASA 的探月機器人 Athlete 和 Contour Crafting 技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)在外太空進行無人建造。除此之外，引人矚目的超級高鐵（HyperLoop）項目也曾經(jīng)將輪廓成型工藝作為超級高鐵基礎(chǔ)建設(shè)的備選方案。

輪廓成型工藝建造風力發(fā)電塔筒演示動圖

圖為輪廓成型工藝在太空打印房子的示意圖

輪廓成型工藝之所以受到眾多科技巨頭的青睞，是因為它是新穎的想法和成熟的技術(shù)完美結(jié)合。系統(tǒng)通過計算機自動控制快速建造系統(tǒng)，它以傳統(tǒng)工藝的20%的成本，在非常短的時間內(nèi)（如 24 小時），直接把計算機里設(shè)計好的建筑模型打印成實際的建筑物。

輪廓成型工藝通過打印設(shè)備在建筑場地勾畫出一個整體的輪廓、線條；然后逐層打印，通過設(shè)計圖紙自動預(yù)留出門和窗戶的位置，然后蓋上第一層樓層板，并接著在樓層板上澆筑出第二層地面，最后完成屋頂、墻壁外部結(jié)構(gòu)等細節(jié)部分。該工藝打印設(shè)備的結(jié)構(gòu)方式采用龍門架式，在保證設(shè)備剛性的前提下大大降低設(shè)備成本，且便于拆裝，操作安全方便。運行方式使用軌道式，從而進行大面積建筑物打印，而且長度可通過導軌無限延伸。其采用heuristic算法優(yōu)化噴頭的移動路徑，從而提升打印效率。

圖為輪廓成型工藝打印演示動圖

2017年 7 月的鈦媒體科技節(jié)，輪廓成型工藝進行了全球首次現(xiàn)場打印展示，此次展示充分體現(xiàn)了該項技術(shù)的特點，在有限的 2 天時間內(nèi)，以極低的打印成本，打印了一座漂亮的城堡。在科技節(jié)舉辦期間，現(xiàn)場參展觀眾近距離的觀看了 3D打印流程，并了解輪廓成型工藝的打印設(shè)備。

更有趣的是現(xiàn)場進行了寓意‘創(chuàng)造’與‘顛覆’的行為藝術(shù) ——“砸掉城堡”活動，打印完成后邀請現(xiàn)場小朋友來給城堡進行上色，并邀請當時全球最火游戲“憤怒的小鳥”的創(chuàng)始人 Peter 參與此次活動。

圖為打印城堡

圖為展會現(xiàn)場“砸掉城堡”活動

緊接著 2017 年 8 月在上海展覽中心現(xiàn)場，輪廓成型工藝再一次驚艷亮相，用建筑 3D 打印機完美打印出一座長 4m、寬 2.3m、高 2.6m 同比例縮小的上海展覽中心微模型，總耗時 15 小時。

圖為上海展覽中心建筑打印最終的成品

這么多現(xiàn)場的展覽演示，輪廓成型工藝展示出了諸多的優(yōu)勢。那現(xiàn)階段是否有實際的應(yīng)用呢？答案是肯定的。

在2018 年 9 月中旬，有一個緊急的項目，傳統(tǒng)工藝束手無策，輪廓成型工藝脫穎而出。在有限的 2 周時間內(nèi)，需要打印出高 3 米，長 20 余米的城市新地標。該工藝淋漓盡致的發(fā)揮出了速度快，效率高，損耗少等特點。最終準時而又完美的呈現(xiàn)在公眾的眼前。

這個項目正是紹興市柯橋區(qū)高速口的一個地標建筑——“打造新時期國際紡織之都”宣傳標語墻， 3D 建筑打印出來的富有藝術(shù)美感的建筑物，和周邊的傳統(tǒng)建筑小品形成了強烈的反差，此地標建成后，在當?shù)孛襟w和互聯(lián)網(wǎng)的報道下，一躍成為網(wǎng)紅打卡點，周圍居民，紛紛拍照分享！

“打造新時期國際紡織之都”宣傳標語墻  ，其設(shè)計來源頗有說法：紹興是一座有古色古香的歷史名城，也有水鄉(xiāng)之稱，其中石拱橋、烏氈帽、黃酒壇都是耳熟能詳?shù)臉酥疚?，代表著歷史文化的烙印；而3D打印，正好是這幾年科技發(fā)展的一個產(chǎn)物，代表著時代的發(fā)展和變革。把歷史和科技兩者融合貫通，最終完美的呈現(xiàn)出這一顛覆性的建筑物。

圖為柯橋高速路口地標

布洛克教授來到紹興，并在地標前和參與此次項目的人員合影留念。他對這個打印成果也贊嘆不已。

圖為教授與地標打印人員合影

值得一提的是，為柯橋高速路口項目進行 3D 建筑打印的迅實科技公司創(chuàng)始人-張靖，其博士導師正是南加州大學工業(yè)系統(tǒng)的布洛克教授。

張靖博士在2013年創(chuàng)立了迅實科技，是一家專業(yè)從事3D打印產(chǎn)業(yè)研發(fā)、制造、銷售及服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，在3D打印領(lǐng)域擁有100多項國內(nèi)外專利。

圖為教授與張博士合影

在建筑領(lǐng)域，輪廓成型工藝擁有超前的技術(shù)理念，突破常規(guī)的建筑結(jié)構(gòu)，打造了建筑行業(yè)的新格局，未來擁有不可估量的發(fā)展空間。

迅實科技從美國 ContourCrafting 公司引進最正統(tǒng)的輪廓成型工藝，正走在 3D 建筑打印的領(lǐng)頭位置，同時一直在不斷的突破和發(fā)展。目前已經(jīng)逐步與政府、高校等多個單位進行各類公共性建筑打印項目（建筑小品）的合作，若您有興趣，或者是剛好需要 3D 建筑打印，不妨可以多多了解。