前沿科技之打印機(jī)造大樓

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在傳統(tǒng)建筑中,，工人們用大批量生產(chǎn)的預(yù)制磚,、工字鋼,、混凝土圓柱和玻璃來建造樓房,。奈里·奧克斯曼(Neri Oxman)是麻省理工媒體實(shí)驗(yàn)室（MIT's Media Lab）的建筑師和教授,，她打算把這些建筑材料打印出來――用水泥,、高分子材料及其他材料來代替油墨,。奧克斯曼正在研發(fā)一種設(shè)計(jì)大樓的新方法,，這種新方法利用了印刷術(shù)的靈活性。如果她成功了,，那么她的策略會(huì)使當(dāng)前建造方法尚無法達(dá)成的設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn),。
現(xiàn)有的3D打印機(jī)也叫做快速成型機(jī)（rapid prototyping machines）,，它將結(jié)構(gòu)分層加工。目前,，這些機(jī)器主要用于根據(jù)電腦設(shè)計(jì)制作精確的塑料模型,。但隨著打印機(jī)的進(jìn)步及其能夠使用越來越多的包括金屬在內(nèi)的耐用材料，它們已經(jīng)成為一個(gè)有潛力又有趣的產(chǎn)品制造方式,。
( c3 m. E) {( m& H* `$ |4 \奧克斯曼正致力于拓展這些機(jī)器的功能——比如,，使它在打印時(shí)能夠改變聚合物的彈力或混凝土的多孔性——并且將打印頭安裝在靈活、比打印機(jī)擁有更多活動(dòng)空間的機(jī)器手臂上,。
( j% X& y+ s# T* f( c( C- x$ S她也從大自然中吸取靈感,，來研發(fā)新的可利用這些功能的設(shè)計(jì)策略。舉例來說,，根據(jù)承重的不同,，一根棕櫚樹干中木材的密度是有變化的。密度最大的材質(zhì)在外圍,，那里的彎曲應(yīng)力最大,，而中心則承重較輕、較多孔,。奧克斯曼計(jì)算出可以這樣制造混凝土圓柱,，即中心使用密度較小的水泥。這可將水泥用量減少10％,，對(duì)建筑工程而言這是一筆可觀的節(jié)約,。
奧克斯曼正在研發(fā)一種軟件來實(shí)現(xiàn)她的設(shè)計(jì)策略。她將結(jié)構(gòu)上的物理壓力以及諸如尺寸,、整體形狀等設(shè)計(jì)限制,，還有需要光照的大樓特定區(qū)域等數(shù)據(jù)輸入進(jìn)去。根據(jù)這些信息,，軟件利用算法來詳細(xì)說明結(jié)構(gòu)中使用的材料性質(zhì)需要進(jìn)行怎樣的改變,。接著她便打印（制作）出根據(jù)這些細(xì)節(jié)而生成的小模型,。
她的早期成果非常出色而有趣,，以至于在紐約的現(xiàn)代藝術(shù)博物館和波士頓的科學(xué)博物館都展出過。一個(gè)她稱之為“野獸”(Beast)的作品,，是一把根據(jù)人體（她自己的身體）及其預(yù)計(jì)的壓力分布設(shè)計(jì)而成的椅子,。3D結(jié)果模型模擬了一個(gè)復(fù)雜的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)和樹枝狀結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)用于釋放壓力的柔軟部位和需要支撐的堅(jiān)硬部位,。
# X  J- {& V5 O) L5 R4 u這項(xiàng)研究還處在早期階段,，但這種建筑與設(shè)計(jì)的新策略暗示了許多新的可能性。比如，根據(jù)在大風(fēng)或地震中將要承受的壓力制作出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)模型,，一面承重墻就可以被打印出來,。
這種模型也可說明建筑對(duì)樓內(nèi)光照的需求。有些區(qū)域會(huì)有堅(jiān)硬,、厚實(shí)的水泥,，但在低承重區(qū)域，水泥可以非常透氣,、透光,，在作為一個(gè)屏障的同時(shí)還能節(jié)省材料和減輕結(jié)構(gòu)重量。在不承重區(qū)域,，也可以制造出非常透氣、透光的水泥,，或是將水泥逐漸與透明材料混合在一起,。這些設(shè)計(jì)可通過增加室內(nèi)光照、減少人工照明來節(jié)約能源,。最終,，它將能夠同時(shí)打印出高效能的隔音和通風(fēng)設(shè)備。建筑的結(jié)構(gòu)可以很復(fù)雜,，因?yàn)榇蛴〕鲈敿?xì)模型和簡單模型的成本差不多,。
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輕薄的承重材料：兩塊水泥塑件說明了在一個(gè)結(jié)構(gòu)中透氣性將如何被改變。模擬了棕櫚樹交叉部分的圓柱體外圍密度很大,，中心則是多孔的,。
來源：史蒂芬•基廷（Steven Keating）、 蒂莫西•庫克（ Timothy Cooke）
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更多的研究者正在研發(fā)可打印出墻體以及其他大型結(jié)構(gòu)的技術(shù),。南加州大學(xué)的工業(yè)與系統(tǒng)工程及環(huán)境工程的教授比洛克•霍什內(nèi)維斯（Behrokh Khoshnevis）已經(jīng)建立起一個(gè)無需容器便可澆注水泥墻的系統(tǒng),。奧克斯曼的工作將更進(jìn)一步，增加改變水泥性能的功能,，并最終加工多種材料,。
( {" R* ?4 Z+ K' b& [奧克斯曼的策略將在消費(fèi)產(chǎn)品與醫(yī)學(xué)器材方面投入較小規(guī)模的首批應(yīng)用。她運(yùn)用這個(gè)原理設(shè)計(jì)并制作了用于腕管綜合癥（carpal tunnel syndrome）的護(hù)腕,。這批護(hù)腕針對(duì)不同病人的痛感量身定制,。這個(gè)方法也可提升義肢的水平。
35歲的奧克斯曼正與一批專業(yè)人士研發(fā)她的技術(shù),，其中包括麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)教授克雷格·卡特（Craig Carter）,。盡管他表示，奧克斯曼的方法面臨控制材料性能方面的挑戰(zhàn),，但其想法給他留下了深刻印象,。“毫無疑問，研究成果將會(huì)驚人地出色,�,！�
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zhouyou0625

3D打印機(jī)很不錯(cuò)的,那天在公司看到,看到旁邊的實(shí)物,覺得真的太高端了.

wjkvvv

立體的打印機(jī)，太厲害了,。

八風(fēng)不動(dòng)

7年了