2014年03月12日01:07
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利用三維數據制作立體模型的3D打印機在建筑領域也開始採用。3D打印機能在短時間內打印復雜的曲面，利用這個特點，其用途將不僅限於模型制作，海外還在推進利用巨型3D打印機制造實物尺寸住宅的項目。
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圖1地板與天花板的板坯交織 計劃用巨型3D打印機施工的“景觀房”。據設計人員介紹，價格為330萬歐元起。“還能進行構造計算”（資料：Universe Architecture） |
構想：“建設”整座實物大小的住宅，用固化劑凝固砂狀粉末
建造類似於“莫比烏斯帶”（把紙條扭轉180°后，兩頭再粘接起來的紙帶圈）般的住宅〔圖1〕——荷蘭設計事務所Universe Architecture的建筑師Janjaap Ruijssenaars計劃用3D打印機實現這種憑借以往的模板和預拌混凝土澆灌難以施工的住宅。
這座被稱為“景觀房”的樣板房利用巨大的3D打印機“D-SHAPE”施工，該打印機最大可打印縱橫大約6m見方的物體〔照片1〕。D-SHAPE由意大利Dinitech公司開發。使利用石膏粉等造型的3D打印機直接實現了大型化。
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照片1可打印實物大小的物品 意大利Dinitech公司工廠內的巨型3D打印機“D-SHAPE”。右側是用D-SHAPE制作的雕塑（除特別標注外，照片均由家入龍太拍攝） |
首先，以5㎜的厚度一層一層均勻鋪洒沙狀粉末。然后，從上面沿著建筑物的截面通過噴嘴噴洒以海水為原料的液狀固化劑。利用化學反應使粉末凝固〔照片2〕。
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照片2 通過化學反應凝固粉末 像沙子一樣的造型材料（左）和以海水為原料的固化劑（右）。固化劑的味道像鹵水 |
據Dinitech公司介紹，該3D打印機目前多用來制作公園等設置的雕塑和人工珊瑚礁等。還能制造桌子和長凳等家具。由於該產品可打印人工難以實現的復雜立體形狀，委托該公司進行生產的訂單從歐洲各國紛至沓來。
用於向貧困層提供住宅
美國南加州大學正在開發名為“Contour Crafting”的技術。首先，利用以一定高度沿著牆壁內外面移動的噴嘴噴出凝固前也能成型的預拌混凝土，以幾厘米的厚度快速壘積。然后，在牆壁內部用預拌混凝土以之字形打印桁架狀加強筋〔圖2，照片3〕。該視頻最近在互聯網上非常火。
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圖2整棟造型 利用南加州大學正在開發的“Contour Crafting”打印實物住宅的示意圖（資料由南加州大學提供） |
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照片3以桁架狀加強牆壁內部 牆壁的制作實驗。原理類似於小型、高速化的滑模（資料由南加州大學提供） |
有一種連續制造房屋外壁等的“滑模”施工法。先向移動式模板內澆灌混凝土，混凝土凝固后滑動模板，再澆灌上層的混凝土。
Contour Crafting是使滑模小型化，讓噴嘴高速移動澆灌混凝土的技術。沿著房屋牆壁的截面，一層一層堆積混凝土的樣子與3D打印機一樣。南加州大學打算用Contour Crafting建設一整棟住宅。
用3D打印機制造房屋模型時比較困難的是窗戶和門等的開口部。普通3D打印機是另行打印“支撐材料”，在打印過程中，用來臨時支撐開口部上方的材料。而Contour Crafting考慮了在開口部上端架設橫梁，然后在上面堆積混凝土的方法。
南加州大學認為，將來Contour Crafting將在發展中國家等為向貧困層提供廉價住宅做出貢獻。因為利用Contour Crafting不但建筑自由度高，還能以最少的施工人員和短工期建造住宅。（作者：家入 龍太，日經技術在線！供稿）
