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圣家堂172.5米高塔楼采用机器人3D打印陶瓷瓦,数字化建造重塑高迪建筑遗产

2026年2月20日,十字架的最后一只臂膀被吊装至西班牙巴塞罗那圣家族大教堂的耶稣基督塔之上,这标志着该教堂外部结构的完工。这座172.5米高的塔楼使圣家堂成为世界最高的天主教堂。2026年6月10日,教皇利奥十四世为其祝圣,此时距离奠基石铺设已过去144年。塔顶的十字架高17米、宽13米,重量超过12吨,表面覆盖着超过13000块白色釉面陶瓷片。

构成塔楼白色釉面陶瓷表皮的陶瓷瓦,由LAMÁQUINA与Ceramica Cumella合作开发。虽然从外观上难以直接察觉,但3D打印技术在制造过程中扮演了重要角色。数字制造公司LAMÁQUINA的首席执行官Aldo Sollazo向3Dnatives解释了这一过程:常见的误解是3D打印取代了手工艺,但圣家堂项目展示了相反的情况。覆盖十字架的陶瓷片并非由3D打印直接制造;相反,3D打印被用于生产制造这些陶瓷片所需的模具。Sollazo表示:「3D打印被用于该工艺的一个关键中间阶段:制造在烧制过程中支撑陶瓷片的模具。」这些模具由与最终陶瓷片兼容的陶瓷材料制成,能够正确监控整个组件在热处理过程中的行为,并确保每个元件在最终安装前保持其预期的几何形状。

LAMÁQUINA运用机器人增材建造技术,为幕墙系统生产了精工细作的粘土瓦。团队设计了一套工作流程,既致敬了建筑师安东尼·高迪的原始愿景,又融入了21世纪的制造创新。这些瓦片并非采用传统的铸造或手工打磨方法,而是通过代码驱动流程与陶瓷生产技术相结合的方式进行设计、制造和优化,从而确保了数百个独立部件的一致质量和结构精度。十字架的每一块陶瓷片都有不同的几何形状,每一块都需要特定的支撑以控制烧制过程中的潜在变形。Sollazo补充说:「这不是一个大规模生产系统,而是一个高度受控的制造过程,每个模具都作为设计、材料和建造之间的精确接口。」Cerámica Cumella负责覆盖整个塔身(包括十字架)的工作。他们按照基于形状、颜色和位置的编码系统,生产了超过5万件手工上釉的陶瓷片。仅十字架外部就设计了近500种独特的玻璃和白色釉面陶瓷形状。为获得正确的白色色调,该工作室测试了近50种色调,最终确定了15种最能捕捉和反射阳光的色调。对于3D打印模具,他们求助于LAMÁQUINA。

Sollazo评价与Cumella的合作:「能够为如此重要的项目贡献我们的技术,表明3D打印可以严谨地集成到高度复杂的建造过程中,在最高水平上应对结构、材料和生产的各种需求。」

实际上,3D打印在圣家堂的使用并非始于这个十字架。赎罪圣殿建设委员会于2001年就采用了该技术,用于制作建筑最复杂部件的原型,取代了手工制作的石膏模型。他们选择了3D Systems的ZPrinter 650,一台粘结剂喷射打印机,可生产白色石膏部件,类似于高迪本人曾使用的材料。该打印机使他们在数小时内就能制造出部件,并易于修改,从而加快了决策进程。高迪生前曾制作模型作为参考依据,但大部分在1936年的大火中被毁。3D打印提供了一种重建失传模型并继续按照原始设计建造的方法。圣家族大教堂地下室里的实验室,自一个多世纪前开始建造以来,就一直是最先进建筑技术的试验场。近期,这里容纳了许多不同的增材制造技术,包括多台来自3D Systems(ZCorp)的基于石膏的粘合剂喷射系统(用于3D建模)、线材挤出系统和粉末床熔融系统。



二十五年后,LAMÁQUINA将3D打印带回圣家堂。这一项目标志着最终部件首次通过3D打印并用于教堂的建造——这些3D打印模具作为关键中间件,永久融入了这座世界最具辨识度的建筑。对于Sollazo来说,这项技术「并非取代传统工艺,而是拓展了其可能性」。在这个项目中,3D打印停留在模具层面,但它如今已成为一个已经建设了144年的故事的一部分。如今,这些瓦片已永久融入圣家族大教堂,它们点缀着巴塞罗那天际线,并被记录为大教堂官方建造历史的一部分。圣家族大教堂的建设仍在继续,内部工程预计将在未来数年内完工。


03-03 08:39 转载自:voxelmatters,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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