大成建设（Obayashi Corporation）作为日本领先的建筑公司，近期在其东京清濑市的技术研究所完成了高达三米的金属3D打印作品“the brænch”的安装。此举旨在巩固该公司在建筑创新领域的先驱声誉，并推进增材制造在建筑尺度上的应用。

该项目紧随其2023年开创性的“3dpod”之后，标志着公司在电弧增材制造（WAAM）技术方面内部专业知识的系统开发。WAAM工艺因其更高的沉积速率、更低的材料成本以及与大型结构部件的兼容性，为建筑、工程和施工（AEC）领域带来了广阔前景。

此前，将WAAM技术应用于建筑级碳钢较为复杂，熔渣堆积和打印精度限制是该技术主要集中于非铁金属的原因。为了解决这些问题，大成开发了一款专有的金属3D打印机，通过优化材料组合和焊接参数，成功消除了熔渣形成，确保了稳定且高精度的沉积。

结果是获得了具有高强度和优异表面完整性的结构构件，这一成果已通过广泛的机械测试得到验证。

其后，该公司致力于将WAAM能力应用于富有表现力的建筑形态。为此，大成开发了一个专用的半自动化设计系统，该系统能够连接设计空间中数千个潜在点，生成符合WAAM工艺约束（如最大悬垂角度和最小可打印尺寸）的可打印路径网络。

该系统随后会进行结构分析，通过优化载荷分布来消除非承重构件，从而得到一个结构连贯且可数字化制造的形式。

最终，“brænch”的结构被分为30个独特部件，每个部件均使用WAAM工艺和中空管状钢元素单独打印，旨在最小化材料用量的同时最大化强度重量比。这些部件在现场通过焊接组装，增强现实引导技术确保了每个几何形状的精确对准。

该钢结构作品的顶部还承载着装饰性遮阳伞，这些伞由东京公司DigitalArchi通过机械臂沉积（FDM）工艺使用再生聚碳酸酯增材制造而成。

在验证了WAAM技术在新建筑应用中的潜力后，大成公司计划继续推进围绕该生产工艺的技术进步，以支持建筑领域对可定制、高性能金属部件日益增长的需求。