3D打印技术可以让建筑结构颠覆传统建筑的理念。不同于传统直线形的建筑，3D打印能够创建曲线形的建筑物。另外，用于建筑文物修复与复制方面，3D打印满足定制化的要求又是另外一个满足建筑需求的特点。
然而，我们通常所熟知的3D打印技术用于建筑领域指的是直接打印水泥混凝土的技术。而3D打印的另一项技术3DP粘结剂喷射技术，其特点是工业级效率、速度快、精度高，再加上允许大尺寸打印，可以说3DP技术与建筑的结合点颇多。本期，3D科学谷结合voxeljet维捷在国外的几个典型应用案例，为您盘点3DP技术在建筑领域的精彩应用。
关键词：PMMA塑料、直接应用
PMMA的3D打印
3Dion和Voxeljet维捷完成了科隆大教堂人物的复制品
科隆大教堂是位于德国科隆的一座天主教主教座堂，是科隆市的标志性建筑物。在所有教堂中，它的高度为157米居德国第二（仅次于乌尔姆市的乌尔姆大教堂），世界第三。论规模，它是欧洲北部最大的教堂。集宏伟与细腻于一身，它被誉为哥特式教堂建筑中最完美的典范。它始建于1248年，花了超过600年建造，工程时断时续，至1880年才由德皇威廉一世宣告完工，至今仍修缮工程不断。
修缮和维护科隆大教堂是个巨大的工程，近年来，建筑维修预算为每年六至七百万欧元。约有60%的资金来自Zentral Dombau Verein（中央大教堂建筑协会-ZDV）。该协会自1842年以来一直存在，并在第十九世纪完成大教堂的建设发挥了重要作用。
在100多名教堂修缮员工中，大约有80名是维修工匠包括石匠、木工、金属工、铁匠、琉璃家、玻璃画家、玻璃修复、画家、金匠、屋顶维修、电工等；其余20名员工在科学部工作。
为了感谢修缮基金的捐助人，ZDV邀请了大约100人，感谢所有的客户慷慨的赞助，以修缮战争和风化对科隆大教堂造成的破坏。每位捐助人收到了ZDV的一份特殊的礼物：高品质的3D打印科隆大教堂人物的复制品。
这些复制品的生产来自与3Dion与Voxeljet维捷的合作。首先，他们通过Steinbichler三维扫描仪扫描每一个雕塑，然后通过位于科隆的一家公司3D Scanworks进行模型等比例缩小并获得最终的三维模型。
在最后一个步骤中，所有的108个副本在一个周末完成3D打印。通过voxeljet维捷的3D打印机VX1000（建构空间：1000 x 600 x 500 mm），在短短的31小时就完成了3D打印。
打印所使用的材料是PMMA，这种塑料再现了雕塑的砂岩视觉感觉。打印完成后，这些副本被送去清洗，然后表面渗透和浸渍环氧树脂。
关键词：PMMA塑料、间接应用
3D打印PMMA用于精密铸造
兰伯特斯大教堂的重生
许多欧洲人仍然缅怀比利时Lüttich革命期间对兰伯特斯大教堂的破坏。通过3D打印比例为1:100的青铜模型，某种程度上挽回了许多人的心理遗憾。这个模型是通过voxeljet维捷的服务中心打印完成后，通过精密铸造获得的。
青铜模型位于1.2米高的平台上，模型的测量高度为1.35米，宽为1米，长度为2米，重约600公斤。模型的设计师Pierre Jacob先是对现有的教堂木制模型进行了三维扫描，得到了真实可靠的原始副本，随后在软件的帮助下，完成了根据历史资料对于细节的修饰和再现。
通过voxeljet维捷的服务中心，将尺寸为2,000 x 1,000 x 1,350 mm的模型打印出来，PMMA材质的模型重约51kg，包含了80个独立的模型，打印时间为5小时。
获得了PMMA材质的精密铸造模具后，进入下一个环节的熔模铸造。最后获得了比例为1:100的青铜模型。
关键词：砂子、直接应用
砂型房屋
3D打印机打印出来的“整幢房屋”
3DP打印技术已成为建筑行业不可或缺的一部分。起初是用来制作演示模型，后来还有“异想天开”者用来打造生活空间。
来自奥地利建筑师Peter Ebner赋予了3D打印房屋超前的设计理念：将生活空间较少到最低限度，只有几平方米，高度约三米。现在，这些房屋被打印出来，就位于voxeljet维捷德国的服务中心。
房子是一次打印完成的，包括厕所、厨房、家具。虽然这不是一个正常尺寸的房子，但它麻雀虽小五脏俱全。而且一个关键的问题是：什么样的3D打印机可以生成这么大尺寸的打印物体呢？这其中使用的是世界上最大的3DP技术3D打印机：VX4000。
房子由两片砂模组成，VX4000设备外形庞大，占据了25米×12米的平面和4.5米高度的空间。这台3D打印机花费了60小时打印完成房屋的两片组块，费用总计约60000欧元，房子重约两吨。并且符合建筑师关于房屋承重和安全性的所有要求。
关键词：PMMA塑料、直接应用
PMMA上面覆盖金属
金属质感的自由曲线墙壁
建筑的世界存在着一批玩得更开的艺术家，将3DP技术用于装饰性墙壁的建造是个大胆又行得通的想法。因为这结合了3DP技术的几大优势：大尺寸、高精度、复杂的自由曲面、工业级效率。
这里面玩得比较High的就有美国的设计师Ioan Florea ，他通过voxeljet维捷的VX4000的设备将他所设计的充满独特感且带有壮观色彩的墙壁打印出来，这些墙壁的设计包含了传统制造工艺很难实现的自由曲面设计。
似乎是觉得白色的PMMA材质不够展现出Florea设计的“疯狂”，艺术家又将这些墙面覆盖了液态金属。其结果是整个墙面看上去是由熔融的金属制造而成。
或许不久的将来，我们将“傲娇”的跟装修公司说“来一面3D打印的金属墙吧。”
的确，虽然3D打印房子的安全性以及保暖、防潮等性能还需要接受时间的检验，但是这种以回收材料为打印原材料，并通过读取建筑物的数字化模型来实现自动化房屋建造的方式，无疑将为建筑业实现降本、环保和实现颠覆性的建筑结构开辟了一条全新的道路。
版权所有3D Science Valley,转载请发送至editor@51shape.com
欢迎转载，如需加入白名单请将微信公众号回复至3D科学谷微信公众号
