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3D打印市场正在快速增长，到2020年，预计它将在全球带来超过210亿美元的收入。
第一3D打印机出现已经超过30年，从那以后，它一直在改变各行各业——包括预制混凝土行业。这些3D打印机甚至可以在一两天内打印出整个房屋。
美国旧金山有一家公司，他们用3D打印盖这种房子仅需24小时
预制混凝土经常被认为比现浇混凝土更环保，更高效。3D打印的应用能比以往更快地出制作预制混凝土结构。
今天我们来讲讲3D打印模具在预制混凝土领域的应用案例。
「DFAB HOUSE」
首先介绍的是苏黎世的「DFAB HOUSE」。这座房子由苏黎世联邦理工学院的研究人员与30多个行业合作伙伴共同开发，不仅是数字化规划，而且还在机器人和3D打印机的帮助下大规模建造，标志着世界上第一个有人居住的3D打印房屋。
建筑的外立面看上去就像一个被切了几个角的盒子，晶莹剔透的表层充满科技的味道。
重点介绍一下它的智能楼板：smart slab。
房子的楼板由各个离散结构组件和 3D 打印建筑复杂构建体组成，面积达到 78㎡。
这样的楼板制作过程是怎样呢？设计师们先在电脑上「找型」，确定模具的形状。
模具采用分割式的设计，共 118 件的 3D 打印单元组件，每一个组件都有各自不同的对位凹凸槽，方便施工。
模具骨料采用的是玻璃纤维。
模具打印出来以后，在表面上进行细致的人工处理
随后，安装模板部件。
再来，就是将组件放在模板上进行组装。
组装以后，楼板的模具就完成了。
在模具内浇注混凝土。
等固化完成以后，取出预制构件，随后用吊车将一块块楼板部件运输到楼顶进行组装。
最终楼板完成，从房子内部看，能够看到它特殊的纹理和造型。
因为之前没有人有过 Smart Slab 施工的经验，所以最后一块楼板出现了 2mm 的误差，不过这是在接受范围以内。
Smart Slab 的几何结构设计有长达 4.5 米的悬臂，并且材料都分布在弯曲的分层网络中，优化了载荷。它与传统的混凝土板相比，重量仅为 15 吨，减少了将近 70% 的重量。
1940年的老建筑改造
这座20世纪40年代的建筑物，由于修复的成本太高可能被拆除。来自纽约的建筑和工程公司EDG接手了项目的改造。
建筑物上错综复杂装饰立面给建筑修复带来了巨大的困难，于是他们探索使用3D打印模型来重塑现代化的装饰立面。
3D打印的塑料表格镶嵌有激光切割的金属丝网以及箍筋，为铸件提供加固。
最终原型由VoxelJet使用他们的VoxelJet VX1000 3D打印机生产，用于铸造模具，并在内部使用Sika混凝土制造。
在现场，这些装饰品可以在不到一天的时间内生产出来。此外，由于采用数字化零件目录，建筑师可以轻松地重新打印模具。如果一件物品需要修理或更换，可以简单地将其从建筑物中移除，并且可以在当天重新打印并重新制作一件新物品。
该项目对历史保护具有深远的影响，同时也显示出了3D打印技术在建筑和设计中具有更广泛的可能性。
未来，EDG公司计划通过布鲁克林两个项目开展这项技术。3D打印技术使得外立面有更多选择，包括各种纹理、饰面、流动的形状和独特的图案都可以通过这一技术实现。
为什么越来越多的公司选择3D打印模具？
混凝土模板通常由胶合板和玻璃纤维制成。虽然（在质量有保证的环境中）它们为传统的现场混凝土浇筑和固化提供了更快的解决方案，但它们的寿命很短。在仅20次或更少的铸件之后，这些模具经常开始变形。虽然许多工作只需要10个或更少的铸件，但较大的项目通常需要更多的混凝土铸件。
木质模具的平均成本约为1500至1800美元，需要时间和技能来制作。但由于建筑业劳动力短缺，造型企业有时无法满足需求，推动项目期限进一步推迟。
混凝土模板的3D打印大约需要8-11个小时。该过程消除了对熟练木匠的需求，提高生产效率。虽然每个3D打印模具可能制作费高达9000美元左右，但团队可以在一个模具中完成多达200个预制混凝土浇筑。从长远来看，这可以节省资金和时间。
（责任编辑：何雯丽）
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