BIG+ICON最新作品“全球最大3D打印住宅区”：未来，机器人和无人机将建造整个城市！-筑格

2023/09/12

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丹麦建筑工作室BIG和美国3D打印公司ICON合作，要建造“世界上最大规模的3D打印住宅开发项目”。目前，第一个全尺寸的住宅样板完成，预估价格47万美元起步。

随着3D打印从概念走向现实和应用，近几年越来越为人们所熟知，可能很多人会以为3D打印机是最近出现并流行起来的，其实不然。

3D打印的历史最早可以追溯至1939年，有史以来第一座3D打印混凝土建筑诞生于美国印第安纳州，无数里程碑式的重要事件一直推动这项技术发展至今天，并开启了一扇通向光明未来的大门。

BIG和ICON合作世界上最大规模的3D打印住宅开发项目

©lCON, Lennar

随着3D打印从概念走向现实和应用，近几年越来越为人们所熟知，可能很多人会以为3D打印机是最近出现并流行起来的，其实不然。

世界上最大规模3D打印住宅项目

BIG，ICON共同设计

该3D打印住宅项目总计100套 ©lCON

丹麦建筑工作室BIG和美国3D打印公司ICON合作进行“世界上最大规模的3D打印住宅开发项目”。目前，第一个全尺寸住宅样板已经由建筑公司Lennar建造完成。

©lCON, Lennar

该住宅位于德克萨斯州乔治城 (Georgetown) 的一个社区，是沃尔夫牧场 (Wolf Ranch)建成的第一座3D打印住宅。

这套住宅样板有三居室，是八种户型的其中一种，面积从146平方米到196平方米不等，价格预计在 475,990 美元—559,990 美元之间。住宅项目总计会有100套。

建造打印现场 ©lCON

©lCON

整个项目于去年11月开始施工，采用了ICON 专有材料：Lavacrete（一种类似混凝土的混合物，配合Volcan 3D 打印机使用），这种材料非常耐用，可以高速打印，创造出独特的、条纹状 3D 打印墙壁。据悉，为了满足社区多样化形式需求，会有24种不同立面可供选择。

©lCON

Lennar使用了ICON的Vulcan 3D打印机器人系统，打印出房屋的结构部件。据 ICON 称，机器人技术可以“以最少的浪费和最大的设计自由度”来生产墙体。

“在世界历史上，我们第一次看到由机器人组成的‘舰队’在建造整个社区的房屋。而且，这可不是普通的住宅，而是各方面都更好的住宅。

我相信，在未来，机器人和无人机将建造整个社区、城镇和城市。”

——ICON 联合创始人｜Jason Ballard

样板房的屋顶由金属制成屋顶还秉承可持续原则，安装光伏板 ©lCON

社区的规划类似于传统的美国郊区布局，车道、庭院和街道将一栋栋住宅连接起来。

©lCON, Lennar

住宅内部的条纹墙壁被漆成白色，厨房中岛等其他内置3D打印元素也是如此。屋檐在室内清晰可见，并贯穿整个起居室和用餐区。

ICON 表示，第一批住户将于今年9月开始入住。团队还创建了一个虚拟参观网站，感兴趣的人可以在竣工前预览线上社区房屋。

©lCON, Lennar

本次3D打印住宅的设计融合了当代德克萨斯牧场风格美学，采用了提升建筑和节能设计，突出了弹性和可持续发展的优势，以及增材制造的数字可能性。

3D 打印技术在建筑领域的发展历程

最早可追溯至1939年

3D打印技术正不断重塑建筑行业，回顾其发展历程，不难发现，这项技术不断变革创新，开创了设计、建造和空间创意的新时代。

作为一种逐层增材制造工艺，3D打印技术利用数字模型，以极高的精度、效率制造出个性定制的三维物体，节省时间，降低劳动成本，还实现了“零浪费”，为原型设计和迭代设计提速开辟了道路。

https://www.archdaily.com/1005043/infographic-the-evolution-of-3d-printing-in-architecture-since-1939

PERI 3D 打印 ©PERI

3D 打印技术令建筑师能够在工业化、大规模定制项目中设计复杂的非标准化元素，从而探索更多可能性，获取更多自主权。

可能许多人认为3D打印机是这些年才流行起来的，其实不然。3D打印的历史最早可追溯到1939年，当时，William E. Urschel在美国的印第安纳州一个小仓库里，创造了有史以来第一座3D 打印混凝土建筑。从那时起，3D打印走上不断发展的历程。

3D 打印发展历程

https://www.archdaily.com/1005043/infographic-the-evolution-of-3d-printing-in-architecture-since-1939

3D打印技术发展大事记

1939年→发明家William E. Urschel在美国印第安纳州一个小仓库里，创造了世界上第一座3D打印混凝土建筑。他的 “筑墙机”由一个自动冲压装置组成，可在旋转的圆盘之间压缩混凝土，在挤出材料时，加固并平滑每一层。

1940年→William E. Urschel 在其“筑墙机”问世一年后，申请了专利，该机器可用于制造多层建筑，带有集成钢筋和自支撑穹顶，全部印制在混凝土中。

1976年→喷墨打印机的诞生为3D打印技术的发展铺平了道路。虽然原理不同，但这两种技术都是在数字信息指导下，以可控方式逐层堆积材料。

1981年→日本名古屋市立工业研究所的 Hideo Kodama 开始尝试使用油墨以外的材料进行打印，首次发明了两种使用光硬化热固性聚合物，对3D塑料模型进行增材印刷的方法。

“3D打印技术之父”Charles Hull 图片来源于网络

1984年→美国工程师Charles Hull发明了立体光刻成型技术（SLA），它通过紫外光斑点扫描光敏树脂使之成型。从简单图像创建出有形三维模型的打印工艺。此外，STL 文件格式也应运而生，如今已成为3D打印软件中最常用的格式。

SLA-1 打印机成为机械工程史上的里程碑图片来源于网络

1988年→在 SLA 工艺获得专利后，Charles Hull 开发出第一台 SLA 3D 打印机。

1989年→Scott Trump 发明了熔融沉积快速成型技术(FDM)技术并申请了专利，这是迄今为止最受消费者欢迎的 3D 打印技术之一。

1990年→一些机构开始尝试使用3D打印技术生产大型项目的模块化组件，为未来在 AEC 行业的应用奠定了基础。同年，Stratasys 将 FDM 3D 打印机商业化。

1992年→3D Systems 公司将SLA 打印机推向市场。尽管还存在一些缺陷，但它已经可以在一夜之间制造出复杂的 3D 物体。

1993年→麻省理工学院开发出专利 3D 打印系统，该系统在CAD软件的指导下，可以打印出塑料、陶瓷和金属制物品。

1999年→维克森林研究所的科学家将 3D 打印器官植入人体。这虽然与建筑没有直接关系，但却拉开了众多行业十年快速发展的序幕，其中也包括 AEC。

意大利工程师Enrico Dini开发出了D-Shape 3D打印机

https://www.fastcompany.com/1579263/3-d-printing-whole-buildings-stonein-space-printer-rocks

意大利工程师Enrico Dini开发出了D-Shape 3D打印机

https://www.fastcompany.com/1579263/3-d-printing-whole-buildings-stonein-space-printer-rocks

2004年→意大利工程师Enrico Dini开发出了D-Shape 3D打印机，它采用粘合剂喷射技术，利用沙子和无机粘合材料的混合物创建出大型结构。这标志着3D打印技术向打印建筑构件迈出了重要一步。

利用SLS（选择性激光烧结）技术打印出的金属物件

http://desingnswan.com

2006年→第一台SLS（选择性激光烧结）机器诞生。这类机器使用激光熔融材料，制成3D实物。该技术突破为大规模定制、工业零件的按需制造以及后来的假肢定制，开启了一扇大门。

2009年→越来越多的研究人员和公司开始尝试 3D 打印混凝土，这种材料的结构性为建筑应用提供了全新可能性。

盈创3D打印的1100㎡精装别墅

http://winsun3d.com/

2014年→中国建筑公司盈创 Winsun使用大型 3D 打印机，在24小时内打印出10栋房屋。2015年１月，Winsun又打印出了当时全球最高3D打印建筑“６层楼居住房”和全球首个带内装、外装一体化的3D打印“1100㎡精装别墅”。

这一年，还出现了多项创新技术，包括首个商用 3D 混凝土打印机器人、结构钢 3D 打印技术以及用 3D 打印材料建造的防震柱。

Killa在迪拜研发出了世界上第一个全功能并永久使用的3D打印办公室 ©WAM

©WAM

2016年→迪拜的未来办公室作为世界上第一座功能齐全、可永久入驻的 3D 打印混凝土办公楼亮相，它的打印耗时 17 天，现场安装仅需两天。

2017年→更多的建筑行业里程碑：使用 3D 打印模板制作出复杂的混凝土柱，世界上第一座 3D 打印桥梁在西班牙投入使用。

迪拜政府大楼，全球最大3D打印建筑（2019） ©Apis Cor

2019年→迪拜市政府成为世界上最大的3D打印建筑，直接在现场建造，高度为9.5米，面积为640平方米。同年，世界上第一个 3D 打印社区在墨西哥开工，计划使用 Vulcan Il 3D 打印机制造50套住宅。

德国首座 3D 打印两层住宅 ©MENSE-KORTE, ingenieure+architekten

德国首座 3D 打印两层住宅 ©PERI

2020年→德国首座 3D 打印的两层住宅进入市场、两个月后，PERI 成功打印出欧洲最大的 3D 打印公寓楼。

2021年→经过数年的努力，一座 3D 打印的钢制桥梁在阿姆斯特丹诞生。

3D打印可持续住宅：生土圆厅，耗时200小时 ©WASP

同年，建筑师和行业专家 WASP 建造了第一座天然生土材料的 3D 打印建筑。这座可持续房屋使用多台打印机同步工作 200 小时才完成。

BIG、ICON和Lennar计划在德克萨斯州进行“世界上最大规模的3D打印住宅开发项目”。

无水泥矿物泡沫 3D 打印轻质隔热墙 ©Hyuk Sung Kwon

无水泥矿物泡沫 3D 打印轻质隔热墙 © ETH Zurich 、FenX AG

2023年→ETH Zurich和FenX AG 合作探索大规模机器人3D打印技术，使用由回收废物制成的无水泥矿物泡沫，研究如何制造更加轻质、一体化、可隔热的墙体以节约成本。

3D 打印技术带来无限可能性

这项革命性技术仍在不断突破创新

3D打印技术是一项革命性的技术，未来，它还将继续往多个方向不断发展，包括材料、设备、技术和应用等。

随着技术的不断发展和创新，3D打印设备和材料的成本会不断降低，制造速度也会越来越快。

第一栋3D打印的净零能耗住宅

我国3D打印应用：混凝土书屋

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2021年，一个由机器人3D打印而成的书屋在上海宝山智慧湾科技园正式启用。该书屋由清华大学建筑学院徐卫国教授团队设计并用该团队研发的打印机器及打印材料建造

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在3D打印中混合本地材料的可能性尝试

巴伦西亚理工大学（UPV）的一个团队开发出3D打印使用的钢筋混凝土梁的替代品，利用增材制造技术使用回收的塑料制造梁。重量可减轻80%，利于运输

https://www.3dnatives.com/en/3d-printed-beams-recycled-plastic-replace-reinforced-concrete-040620215/?utm_medium=website&utm_source=archdaily.com#!

美国首座多层3D打印房屋

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Hannah 开始建造 "美国首座多层3D打印房屋"这座混合结构建筑由 3D 打印混凝土和木质框架组成

©Anthony Vu

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当今时代，3D 打印技术在各领域提供的可能性和潜力几乎是无限的。

过去，3D 打印技术只是将桌面建筑模型变为现实，而现在，这项技术可用于大规模生产，用多种材料建造房屋甚至整个社区。是的，3D 打印在建筑行业的应用已准备好加速增长了。

不久的将来，这种技术的应用前景将更加广阔，从临时住所、经济适用房，到生活建筑、大型城区，甚至外太空殖民地，为建筑师提供更多的设计自由。

专栏编辑｜Mel

发文编辑｜Miranda

审核编辑｜Gogh

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Reference:

https://www.archdaily.com/1005043/infographic-the-evolution-of-3d-printing-in-architecture-since-1939

https://www.dezeen.com/2023/07/21/big-and-icon-model-wolf-ranch-3d-printed-house/

https://www.dezeen.com/2022/11/11/icon-big-wolf-ranch-3d-printed-homes-austin/

https://www.dezeen.com/2022/11/04/mighty-buildings-worlds-first-3d-printed-zero-net-home-california/