中國粉體網訊 近日，世界上第一座使用改性塑料進行機器人3D打印的步行橋亮相上海同濟大學。
這是同濟大學建筑與城市規劃學院舉辦開幕的“上海數字未來”系列活動中的一件展覽品。除此之外，機器人木縫紉、無人機群感應城市環境等一系列關于數字設計與建造的前沿實驗成果，都向公眾展示了數字科技的未來。
▲ 同濟建筑城規學院門口最新架設的一座橋梁，是全球第一組用3D打印完成的步行橋，跨度分別為4米和11米
橋梁用機器人三維打印實現定制單元的批量化生產，通過定制三維打印模塊砌筑的方式完成兩件三維打印橋梁，來驗證三維打印建筑產品的結構穩定性與可靠性。
▲ 3D打印步行橋的細節
3D打印橋梁的實施意味著大尺度3D打印技術不僅可以用于造型，還可以用于結構構件的實施，尤其是與結構優化設計相結合的情況下，可以高效地完成結構構件打印。這無疑是在建筑3D打印領域向前邁進了重要的一步。
▲ 3D打印步行橋橫跨在一條人工小溪上
這組步行橋打印了360個小時，然后拖到室外，在一天之內完成吊裝拼接。待該技術成熟之后，一天架橋絕對不是夢。
▲ 目前，3D打印步行橋只是作為展示作用，不允許人行走于橋上
據介紹，同濟大學“上海數字未來”系列活動將持續至9月30日，旨在瞄準建筑產業化升級，探索“建筑業4.0”時代建筑產業化的核心技術，實現新的建筑學、土木工程學、機械學、計算機科學，材料科學等的全方位跨學科創新。
▲ 越過3D打印步行橋，步入眼簾的是探索木構建筑的機器人數字建造工藝
工作營以木網殼結構為原型，探索“后期成形”的木網殼結構在自由曲面形式中的應用潛力。研究首先在設計平臺上對自由曲面網殼結構的造型進行模擬與優化，然后通過結構性能模擬對網殼結構的構件尺寸進行優化，并利用機器人建造工具實現結構構件的批量定制生產。
▲ 設計精美的3D打印服飾
制造者通過對人體比如皮膚張力、肌肉運動等問題的研究，嘗試把生物啟發下的幾何模式與人體機能表現進行結合，去設計以及打印出“身體建筑”——3D打印大衣，該大衣將會與人體的肌肉運動進行關聯，使用尼龍材料的SLS（選擇性激光燒結）成型技術生產硬性的物件。
▲ 風洞可視化模擬工具
利用風洞作為風環境的主要模擬工具，完成建筑形態的研究及概念設計，使風環境數據和建筑主體形體之間產生互動與反饋，在考慮舒適風速及溫度的條件下，獲取最終的建筑幾何形態。
▲ 機器人木縫紉
通過縫紉將平面膠合板直接連接，形成復雜的三維自由形狀。最終，木材建成的大尺度的建構范本，全面展示了木縫紉系統的性能，并為機器人自動化縫制系統做了很好的實證研究。
