多喷头硅胶3D打印,建筑实现“边呼吸边调光”
导语
2024年3月8日,一则3D打印的科技新闻在建筑界引发广泛兴趣。

伦敦大学学院(UCL)巴特莱特建筑学院的三位硕士生Tom Younger、Tianyang Li和Qinyuan Zheng,在他们的《制造设计(Design for Manufacture)》课程中,开发出了一种多喷头3D打印挤出系统,用于了一项极具创意的建筑应用。

这项名为「多喷头增材制造」(Multi-nozzle Additive Manufacturing)的技术不仅能够打印硅胶;还能制造出具有「呼吸」功能的窗框结构;
更可以调节进入建筑物内部的光线量。
这一突破性成果引起了建筑界和3D打印行业的广泛关注。
AM易道认为,这项技术的出现很可能会彻底改变传统建筑结构的设计理念,以及3D打印在弹性结构方面的应用思路,为3D打印和建筑界都带来启发。
请跟随AM易道深入了解这项创新技术的细节及其潜在影响。
硅胶3D打印:建筑界的「呼吸」革命
这个创新项目是在Delta WASP 40100 Clay 3D打印机的基础上进行的。

在导师的指导下,三位学生不仅开发了多喷头挤出系统,还全程负责了设计、制造和测试兼容材料的全过程。
他们最终选择了硅胶作为主要材料,原因在于其出色的弹性和耐久性。
AM易道认为,这种材料选择体现了学生们的智慧,因为硅胶能够打破传统建筑结构的局限,产生大变形效果,为建筑设计带来前所未有的可能性。
项目的核心创意在于如何平衡建筑物的遮阳与采光需求。


传统做法往往依赖能耗巨大的机械设备,而这个新系统则直接通过外立面设计来调节光线。
「会呼吸」的窗户是如何炼成的?
那么,这个神奇的会呼吸的窗户是如何工作的呢?让我们来一探究竟:
1. 首先,通过多喷头挤出系统3D打印出硅胶材质的auxetic(负泊松比)瓦片。
2. 将这些瓦片夹在两层硅胶膜之间。
3. 再将整个结构安装在铝制夹紧型材中的亚克力背板上,形成一个密闭的空气腔。
4. 当空气被泵入腔体,使膜发生膨胀时,图案就会展开,增加负空间,让更多光线进入外立面。
5. 最后,添加一个光敏传感器来控制气垫的充气程度,根据光线强度自动调节。
这个过程就像人类的呼吸一样,外立面会随着「吸、呼」动作而膨胀和收缩,从而控制光线强度。


有网友评论说:「这简直就是给建筑装上了一双会呼吸的肺!」
3D打印多喷头挤出:看似简单的系统
除了会呼吸的窗户,这个多喷头挤出系统还有更多潜力等待挖掘。
研究团队还开发了一种带有单独喷嘴控制的打印头,旨在打印复杂结构,提高材料输出量,显著缩短打印时间。

原文中展示的图片让人印象深刻:一个复杂的多喷头挤出机,每个喷嘴都能独立控制。

AM易道认为,这些图片展示了技术的先进性。
虽然挤出类设备的技术壁垒不高,但本项目的多喷头项目的创新非常有价值,未来可以在很多挤出类设备发扬光大,有巨大潜力。
值得一提的是,项目是在Delta WASP Clay 3D打印机的基础上实现的。
WASP公司的专业级3D打印机大都专门用于打印基于糊状材料的物品,之前AM易道报道过其相关应用。
结语:3D打印门窗,建筑界的未来之光
伦敦大学学院巴特莱特建筑学院的这项研究,不仅展示了3D打印技术在建筑领域的巨大潜力,更为我们描绘了一幅充满想象力的未来建筑图景。
会呼吸的窗户、柔性的墙体、可变形的房间……这些曾经只存在于科幻作品中的场景,如今正在一步步走进现实。
AM易道认为,随着3D打印技术的不断发展,建筑行业很可能会迎来一场前所未有的革命。
未来的建筑不再是冰冷僵硬的混凝土结构,而是能够根据环境和需求自如变化的有机体。
这不仅会大大提高建筑的功能性和舒适度,还将为城市规划和可持续发展带来全新的可能。
读者朋友们,你们觉得未来的建筑会是什么样子呢?
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