
■ 恩里克·莫诺 教授 佛瑞斯特研究院首席顾问
在大部分人心中,3D打印是十分前沿的技术,只存在于高新科技领域,但随着3D打印技术日益完善,从飞机、船舶等重工业制造到服装鞋帽、文体用品定制,特别是房地产业个性化设计与建筑,诸如楼房、住宅、会堂宾馆、救援简易房、移动屋以及各种门窗、梁柱与阳台等。3D打印制造的房屋建筑产品已经渗透到发达国家房地产业、相关的建筑设计与顶级会展中。
一、颠覆传统的时新房屋
这是房地产业前所未有最具潜力的广阔市场。虽然不少人刚刚才听说“3D打印”,但实际上这项先进技术已经有20年的发展历史了。从1986年美国加州一家紫外线产品制造公司的工程师查克·赫尔研制出第一台3D打印机开始,3D打印技术走过了—条不算漫长的发展之路。但是到了2013年1月,荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars与意大利发明家恩里科·迪尼一同合作,策划以恩里科发明的D-Shape 3D建筑打印机打印出一些包含沙子和无机粘合剂的6×9(米)的建筑框架,然后用纤维强化混凝土进行填充。最终的成品建筑采用单流设计,由上下两层构成。该工程在2014年完成,并且参加了欧洲建筑业Europan竞赛。从此给建筑业带来了一场巨大的震动,并以“3D打印楼房”的全新科技颠覆世界建筑业。
3D打印是颠覆传统房地产设计与生产的创新技术,它将复杂的房地产结构绘制在虚拟的物体或动态模型上,实现了常规材料无法完成的概念,并创造出更多实用的艺术细节。同时,可以把跨学科的知识运用到房地产设计中,通过3D 打印技术将灵感变成现实。
3D—Protohouse 2.0房屋。2013年8月,英国伦敦Softkill Design建筑设计工作室首次建成一座3D打印房屋,看上去它犹如蜘蛛网一样。这座被命名为“Protohouse 2.0”的3D打印房屋,并非采用固体墙壁建造,而是在骨骼基础上建造纤维尼龙结构。据Softkill Design建筑设计工程师吉尔斯·雷特辛介绍,“Protohouse 2.0采用相同的极简抽象派工艺,使用足够的塑料来保证结构的完整性。”该房屋组件是场外制造的,在现有3D打印工厂里利用激光烧结生物塑料制成。雷特辛指出,这种方式比现场采用沙子和混凝土3D打印制造的效果更好,截至2013年3D打印制造的纤维结构只有0.7毫米厚。不太可能采用沙石进行打印,因为无法保证强度和完整性。在工厂环境下可以在建造过程中添加塑料或者金属等较结实的物质。关于3D打印建筑的前景,雷特辛认为,这种3D打印房屋概念将是房屋建造的革命性改变,甚至能够最终解决英国住房危机。他说,“比如3D打印数千平方米的房屋,只需花费1~3个星期的时间将所有组件制造出来,在做好准备工作的前提下,组装它们需要一天时间。”雷特辛指出,“未来的房屋不仅用沙石、砖瓦与混凝土,还可采用陶瓷、有机纤维、生物质塑料以及建筑垃圾与再生材料等进行3D打印建造。伴随着3D打印行业的快速发展,必然将逐步节约制造成本,这意味着不久的将来制造经济型3D打印房屋。
3D—Landscape house房屋。就职于阿姆斯特丹宇宙建筑事务所的荷兰设计师Janjaap Ruijssenaars,最近和艺术家Rinus Roelofs一起设计建成了一座爱尔兰海岸新颖房屋结构的观景建筑,并把它命名为“Landscape house(风景之家)”。据Janjaap Ruijssenaars介绍,这座计划参加欧洲空间设计大赛的新颖建筑,整体使用意大利发明家Enrico Dini发明的D型3D打印机分段打印制造。这台打印机利用砂子和粘合剂打印,并通过生物质纤维尼龙进行强化,可打印出截面为6 ×9米大的房屋。Janjaap Ruijssenaars指出,这座景观房屋的外形酷似一个“莫比乌斯条形环”,由于3D打印所用的沙石强度不是很理想,Janjaap Ruijssenaars决定使用钢筋混凝土加强建筑的骨架,让“风景之家”和普通建筑一样坚固耐用。
3D—Cell structure房屋。采用新结构3D打印房屋的美国Branch Technology公司,其CEO普拉特·柏一德曾在建筑学领域有着近20年的从业经历,在创立公司一年半以后,普拉特重新调整了业务方向——致力于借助3D打印技术改变未来房屋的建造方式和结构,以便为房子、商业建筑等这一类房屋提供必要的支撑结构。这家初创公司Branch Technology从美国田纳西州孵化器中诞生,如今已经在种子轮融资中为公司获得了百万美金的投资,目前普拉特正在寻求将这一建造方法推向市场。其技术优势是使用一个多轴的3D打印机械臂,在不需要支撑结构的前提下打印矩阵式碳纤维和ABS混合的材料。普拉特把这种打印方式,叫做“Cell structure(细胞构造)法”。这种3D打印的矩阵结构能够支撑住指数级的重量,更为令人震惊的是它的建造成本同时也减少了一半。最近,Branch Technology公司已经启动一项奖金为1万美金的设计竞赛,鼓励参赛者采用他们的细胞构造法来设计和3D打印一间房屋。
3D—LGM房屋。总部设在美国科罗拉多州明特恩市的LGM公司,正在推广利用3D打印机为建筑设计事务所建造建筑物和度假酒店的模型。LGM公司创始人查尔斯·奥弗里正使用创新型建筑设计与自行开发的3D打印机Dequilibrium软件,建造一个价值2000美元的数据模型;利用Dequilibrium软件及其数据模型,房产开发商可以在一夜之间建成一座300~500平方米的LGM房屋。另一方面,现在该公司还开始设计并且应用Dequilibrium软件打印房屋的各种构件,诸如梁柱、走檐、门窗框及其他建筑内的固定装置物,创造出独特的物件。奥弗里表示:“我们正从手工艺转向数码工艺。”
3D—Canal style房屋。荷兰DUS公司的建筑师们正在通过一台大约3.5米高的超大号3D打印机来生产塑料材质建筑部件,以搭建一座由13组套房组成的景观建筑项目。该项目命名为“荷兰Canal style(运河风情)房屋”,是世界上首个全尺寸3D打印的房屋建筑。据悉,该项目在2014年年初开始实施,具有非常超前的艺术性和概念性,预计整幢房屋搭建完毕共计需要三年的时间。据DUS建筑公司设计师Hedwig Heinsman表示,这座全尺寸3D打印房屋对现代建筑领域的技术起到了很大的提升作用。因为通过这台名叫KamerMaker的超大型3D打印机来打印建筑构件,其用料是环保可回收的材质,同时也试验了透明塑料和木质纤维混合物,也可以准确合理的预估出损耗,并且大幅降低运输成本。另外,为了结构的坚固性,DUS公司还在KamerMaker—3D打印时填充了轻量的水泥,并计划在今后的3年里不间断的测试强度。目前在这座3D打印房屋进行过程中已经在工作日对外开放参观。
3D—Green construction别墅。2015年初,在德国汉若威举行的“新绿色建筑全球发布会”上,EOS公司展示了一套“3D—Green construction”的别墅。据悉,这座3D打印建筑并非钢筋水泥浇筑,而是以高标号水泥与玻璃纤维作材料,依靠EOS公司的第四代打印机设备连续线性挤出打印成建筑。打印这些建筑的EOSint m280—3D机高6米、宽10米、长30米,所用材料主要是回收的城市固体垃圾,再经过检测辐射、高温锻造等深化处理,最后根据电脑设计图纸和方案,在现场层层叠加“喷绘”而成。
3D—Creative ability办公楼。阿联酋迪拜近日宣布将打造世界首座3D打印办公楼。该建筑将命名为“3D—Creative ability办公楼”,为单层建筑,占地约约185平方米,由高达6米的3D打印机层层打出,再经后期组装最终成型。其中的家具和大部分结构也都是由3D打印机制造。据阿拉伯内阁事务部部长穆罕默德格伽维(Mohamed Al Gergawi)披露,“3D—Creative ability办公楼”是七国联盟携手运用尖端技术打造的新型建筑,将运用世界上最先进的打印技术,并且是第一个可以投入使用的3D办公楼。而且它将大大减少建筑成本,其建造时间将减少50%至70%,同时减少50%至80%的劳动力成本。
二、3D房地产技术动向
3D打印(3Dprinting)是制造业领域正在迅速发展的全新技术,被称为“具有第四次工业革命意义的制造技术”。作为全新的高技术,3D打印建筑综合应用了caD/cam技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识,让产品设计、建筑设计、艺术设计、工业设计等领域的设计者,快捷方便地获得全彩色实物模型展会,便于重新修定caD设计模型,节省了为错误设计制造出来的装备费用和研制时间。运用该技术进行房屋建筑的主要流程是:应用计算机软件,设计出立体的加工样式,然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”),用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。
3D打印是“增材制造”(aDDitivemanufacturing)的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上,使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法,去除多余部分,得到零部件,再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同,无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生成任何形状的物体,简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。
迄今为止,用于3D打印建筑的“增材制造”形式有多种多样,目前把材料进行3D打印建筑固化的方式有内熔喷叠、紫外降温、激光烧结和真空电熔等多种:一是内熔喷叠方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。二是熔积成型方式。整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。三是激光烧结方式。以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,熔铸成指定形状,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。四是真空电熔方式。这是利用真空中的电子流熔化粉末微粒,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。用于3D打印建筑的介质也是种类多样,从繁多的各种塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质;有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的房屋构件一头坚硬而另一头柔软。若是从各种技术的成本来看,“熔融沉积”是整体成本最低的,因而普及度也最高。
3D打印无疑是颇具创造性的产业新技术,尤其是对于建筑设计领域具有重大意义,能够帮助设计师们更简单方便地制造设计房屋楼厦原型。除了Stratasys公司于1980年中后期发明最早的3D—FDM打印技术外,目前国外在房地产业开发并利用的3D新技术与打印新设备主要有:
3D—Layered manufacturing技术。为使遭受灾害袭击的地区能够迅速制造紧急住房,法国南特大学的开发研究团队INNOPrint3D正在致力于解决这类问题。现在,以法国国家工程科学院士班诺·特尤教授为首的INNOPrint3D研究团队已经开发出制造紧急住房的“3D—Layered manufacturing(分层制造)技术”。应用该技术的工作流程十分简单:首先,把计算机辅助设计(CAD)的图纸发送给巨大的3D—Layered manufacturing打印机;然后,3D打印机通过一个可移动的喷嘴从铺设房基开始,一层层地把墙体、梁柱、地板、天花板以及电气、管道、通信甚至更高级的东西叠加起来,与传统的建造过程相类似。这台巨大的3D打印机具有多种功能,只要CAD图样画得清楚,不但能打印大型块状建筑物,而且可以保证打印完后留有装配环扣与孔洞,可以供房屋快速安装,以及让电线、门和窗户安放进去。据特尤教授介绍,采用3D—Layered manufacturing技术,可以在12小时内用所有的支架和设备直接“打印”出一套500~800平方米的成套房屋,而成本则不到传统方法的30%。这项经历了数年研发的3D建筑技术已经在2015年6月的“国际新绿色建筑(ITNGB)会展上成功展示,由于使用的建造材料混合了混凝土和纤维聚合物,因此比传统混凝土抗压能力更强。测试结果表明,每平方英寸能抵抗10000磅的压力,可以应用于建造包括廉价房和豪华住宅在内的任何样式的居住房。
3D—Contour Crafting技术。为了帮助全世界大约10亿急需改善住房条件的人提供足够住房,美国南加州大学工业与系统工程教授比洛克·霍什内维斯一直在研究3D—Contour Crafting(轮廓制作)技术建房新工艺。这种新工艺使3D打印技术在不到20小时的时间内建造一幢面积2500平方英尺的房屋。据教授比洛克介绍,采用Contour Crafting技术的3D-CPA打印机工作速度非常快,10小时之内能打印出一栋两层楼高、1200平方英尺的房子。该技术全程由电脑程序操控,可以用水泥混凝土为材料,按照设计图的预先设计,用3D打印机喷嘴喷出高密度、高性能混凝土,逐层打印出墙壁和隔间、装饰等,再用机械手臂完成整座房子的基本架构。比洛克称使用该技术工艺不仅造价便宜、快速建造,而且而且会依据强大的几何计算、采用坚固的材料,来保证几年到更多的时间内,房子不会有质量问题。
3D—Hollow concrete技术。最近德国An Ningtong公司出资39亿欧元收购了德国第三大房地产集团Gag hair,一举成为欧洲大陆最大的房地产企业,并且对德国本土还处于碎片化的民用住宅和工业商用地产造成整合压力。为了重新调整房地产发展方向,德国An Ningtong公司的研发团队新开发出名为“3D—Hollow concrete”的建筑打印机,该机体积达到120米×6米×10米,能够“打印”三层以上全球最大最适用的楼房。据An Ningtong公司总工程师伯恩坎·杰姆斯披露,3D—Hollow concrete是本公司新开发的空心混凝土打印技术,该机打印建筑的流程是连续的,喷嘴将“墨水”黏结剂浇洒到数据对应的机械臂手叠加材料区域,浇到“墨水”的地方,机械臂手叠加的材料会在12小时内完成固化。整个打印都是从底部开始,逐层缕空而上,每次升高10~20毫米。杰姆斯介绍,3D—Hollow concrete打印技术能够打印出符合居住标准的别墅与三层楼房,最关键还是该打印机臂手所叠加的材料,这是一种以改良水泥混合玻璃纤维与Ying Heng石制成的材料。Ying Heng石是以二氧化硅、硅酸盐为原料,通过特殊纳米添加剂加工而成新型绿色可弯曲石材。由于3D—Hollow concrete技术采用了缕空式打印成空心墙体,使房屋的整体与部件的重量相对较轻。在打印中,电脑制作的3D模型为此提供样板,操作人员可以预留门窗等部件的位置,水电等管线可以在空心墙体中自由布置。杰姆斯说,“同样是建设两层高的建筑,传统方法要用一个多月的时间,而3D—Hollow concrete技术打印几个小时就能完成。”根据An Ningtong公司的测算,这种打印速度比传统的建筑方式节省50%的成本,还可以将城市所有建筑垃圾经过处理回收到建筑中去,使建筑更加环保、节能、耐久。在杰姆斯看来,该公司3D打印楼房的未来发展方向是:多数建筑没有钢筋,采用特殊纤维技术和Ying Heng石制造方法代替钢筋混凝土,并且比钢筋混凝土强度高3~5倍,实现3D打印建筑的工业化发展。
3D—X/Y axial stack技术。美国明尼苏达州Rudenko房地产公司与3DSystems公司合作,最近开发出了一台采用“3D—X/Y axial stack技术”建筑房屋的超级打印机。其外形像一台桥式起重机,两边是轴向轨道,而中间的横梁则是“打印头”,横梁可以上下前后移动,进行X轴和Y轴的叠加式建筑的打印工作。该打印机安装在一辆大型拖车的车尾,可使用计算机传送过来的模型,依据不同的建筑层面喷射出不同配制特殊水泥,一层层地将需求的墙面建筑成功,最后打印机伸出自动机械臂手,将这些墙面组合成为完整结构的房屋成品。据Rudenko公司建筑师达纳·麦金泰尔介绍,用3D—X/Y axial stack技术的打印机可以喷出高密度、高性能混凝土,由X/Y轴定向逐层打印出墙壁和隔间、装饰等,再用机械手臂完成整座房子的基本架构。全程由电脑程序操控,在12小时内可建造一幢面积2000平方英尺的建筑。麦金泰尔说,该技术打印出来的墙壁的强度系数约为10000psi(即每平方英寸能够承受10000磅压力),远远超过了传统房屋的墙壁,而且节省了20%~25%的资金和25%~30%的材料;同时将节省45%到55%的人工,相应地使用更少的能源,排放更少的二氧化碳,不仅大大降低了成本,而且大大提高了速度。
3D-Robot construction company技术。西班牙Catalonia高等建筑研究院最近研发出一组“3D-Robot construction company技术”,其实它就是一个全新3D打印建筑机器人组合,可以像一组建筑团队那样按需分配并各负其责以3D技术打印出一间房屋,其运作方式基本上和同类型的无人建筑机器人一样,逐层浇筑流体建筑材料。但是它最大的不同在于,可以打印的建筑体积更大,速度更快,而且设计方法也与众不同。在3D—Robot construction company技术组合中,其核心是一个庞大的主体机器人Construction foreman,它有两个装有液化合成大理石的大型智能圆筒,大理石材料经独特的配方制成;并利用气胎注射筒通过料管推动材料,那些料管将被安置在建筑工地上,Construction foreman在团队中扮演的角色就像一个包工头,在建设过程中“招募”各相关领域里的建筑专业资源。在建筑开始时,Construction foreman首先指令团队中的地基机器人沿着地上标记的线进行的工作。地基机器人是一台装配了传感器的设备,在标线的地基进行夯实后,建筑师可以在Construction foreman台上先勾勒出建筑的轮廓,又指令“地基机器人”进行连续螺旋式循环的3D打印工作,以砂石与混凝土浇筑建筑物的地基。一旦地基打印好,Construction foreman又指令一个“抓握机器人”紧夹在地基上面,它和地基紧密的黏合在一起,瞬间就能变成世界上最先进的“建筑工”。抓握机器人的工作可以从底层开始堆积材料并浇筑好前20层建筑。它的喷嘴可以水平移动与扩展,便于在地基基础上使用更多材料来创造建筑,它还可以在建筑物上面增加动态纹理,可以打印屋顶或其他悬臂结构。在浇筑新型材料时,为了加速材料的干燥固化速度,抓握机器人还配有一对加热器,可以吹出198°F热风迅热固混合型大理石等建材。在工程完工时,Construction foreman又指令一个“真空检验机器人”开始工作,这个机器人可以遍历整个建筑结构,然后发现地基机器人与抓握机器人所有工作中没有做到位的地方,它会及时弥补并加强已打印建筑物缺陷与不足的材料。据研发3D-Robot construction company技术的负责人曼弗雷·卡瓦莫托表示“:我们可以肯定,该技术组合将在未来建筑领域里扮演非常重要的角色,其快速、低价、安全的效率让建筑机器人将有可能成为下一代3D建筑工业化必备的强大工具。”
三、3D房地产前景展望
展望未来,3D打印是以数字化、网络化为基础,以个性化、短流程为特征,实现直接制造、现场制造和批量定制的新型制造方式。其未来巨大潜力的生长点表现在:与生物工程的结合,与艺术创造的结合,与消费者直接结合。从市场角度分析,由于人们生活水平的提高与生活方式的改善,多种形式的娱乐与休闲、运动与健身健美等消费水平将不断提升;另从社会时尚观念分析,人们的时尚观念将会不断增强,社会对房地产品的社会化制造和个性化生产具有越来越广泛的需求,可以说市场前景乐观,潜力可观。再从产品供给方分析,房地产业将会不断致力于产业转型升级,高新技术普遍应用,形成了相当的应用基础。
所以,3D打印技术将会对房地产业、消费者、市场形态和全球经济产生以下发展动向:
动向1——房地产的本土化。正如3D打印机发明人查克·赫尔预言:“美国著名3D公司3DSystems可能在十年内成为一个纯粹的建筑软件公司。”如果发生这样的情况,就是因为3D打印技术——未来你居所需求的一切都将向你靠近。比如说,有一天你在家发现阳台陈旧且破裂了。你只需要在网上查一下,在家或者你附近的3D打印店打印出来,然后以一款式样新颖的阳台替换。又如你的葡萄园旁要设置一座赏鸟小屋,利用回收的一些塑料、陶瓷片等就可以打印出一座新奇的小屋。于是在世界各地,数字3D打印房屋系统将成为全球房地产业网络中的一大连接亮点。被称为直接数字制造的本土化房屋成品及其构件更适合使用,将会比现在的房产开发商与购租房屋更方便且更有效。
动向2——定制房屋及其材料。在未来的3D打印房屋的发展中,定制房屋及其材料将会成为可能,甚至打印个性化房屋将发生质量革命。比如有远见的荷兰建筑师皮特·布洛姆将会尝试3D技术利用石墨烯打印一座非常灵活而且透明的六角形塔状休闲屋,其屋体强度是钢的100倍。在未来,伦敦设计师沙姆斯·亚丁基于合成原细胞微粒可再生的优势,将会利用3D-Biosynthesis技术打印出一座对光和室温会自动调适且具有自动修复墙体破损功能的智能生物屋。
动向3——减少房地产业建筑对环境的破坏。传统的房屋建筑过程往往是浪费和肮脏的。在许多方面,3D打印将会减轻浪费和碳排放。比如3D打印只使用构成产品的材料,极大地提高了原材料的利用率,大大减少材料浪费。特别是在传统建筑中,很多产品与材料往往要经过长途跋涉才能到达消费者手中。随着3D打印的普及,生产和装配可以在当地进行。只有原材料才是唯一需要运输的东西,而且它们占用更少的运输空间。另外,3D打印技术能够帮助公司实现按需生产,所以可以大幅度减少房屋库存以及过时房屋产品造成的浪费。还有3D打印的产品部件损坏后使用者可以回收再打印一个新的,所以整个产品没有被扔掉,也减轻了房产开发商技术服务的压力。
动向4——革命性大规模生产。(首句黑体)大规模生产房屋楼宇是3D打印面临的最大挑战,但随着采用大型3D打印机的使用和技术的迅速发展,以更快的速度浇筑房屋构件的打印机将彻底打乱传统房地产制造业。比如门与窗的构件:制造部门使用的3D机械设备可以与门窗构件的市场需求实现高度定制化,而且很便于更换。现在已经能够3D打印移动房屋、单套别墅、低层次楼房等,所以3D技术进入这个行业只是时间问题。又如赈灾救援房系列、旅游野营蓬居、工地场院活动房等:小尺寸、形状规则和材料简单使得这个行业天然的适合3D打印制造。
动向5——应用纳米理念。例如,澳洲墨尔本大学最近应用纳米材料以3D技术打印薄纸型居家用太阳能电池获得成功。与传统太阳能电池板不同的是,这种太阳能电池纸可以在包括玻璃和屋顶等实际的房屋位置上被直接打印出来,成为普通房屋的新型发电装置。研发者希望能够在不远的将来,以低能源为应用起点,逐步实现这种新型发电装置的商业化制造,能够为一座座整栋摩天大楼提供能源。应用3D打印概念,纳米技术将使房屋及其构件的加工速度更快和性能更有效,因此在经济上比大多数未来主义者的想像可行。因为这项技术可有效减少发达国家对传统能源的依赖,同时,也能为发展中国家提供一种经济、可实行的电力来源。
动向6——无限目标导向设计。3D技术允许打印房屋及其构件应用无限复杂的几何材料,因此可能成为人类有利的限制因素。目前,计算机辅助设计(CAD)工具用于手动创建文档和分析设计。开始你要有明确的目标因素,如力度、重量、耐久性和计算机生成上百的设计的可能,根据目标导向为不同的目标推荐最好的设计。结合3D可以打印的无限形状和材料以及强大的计算机设计,没有人可以想象,在将来最好的建筑设计师不是想出最好设计的人,而是懂得计算机无限目标导向设计的人。
动向7——拉动不发达地区。发展中国家房产市场是相当滞后的,特别是许多贫困国家与地区最基础的居室住宅及其市场,往往是与全球产供链断裂的。但是3D打印技术拥有使其房产市场重新加入经济循环的能力。例如美国的3D venture公司,最近针对发展中国家开发了一款价格经济的产业级3D-Simple house技术的打印机。该公司已经开始在拉丁美洲、非洲与大洋洲进行推广,特别是与智利政府的一项计划StartUp Chile合作。据悉,该公司在3D-Simple house技术与智利StartUp Chile合作的项目中,有20万平方米的贫民适用房、10万平方米的活动房以及近5万平方米的简便商铺等。这些项目都用可回收材料进行打印交付。
动向8——创建新的艺术媒介。“艺术创客”运动正在变得越来越小众,而艺术建筑与建筑艺术也在借助高新科技颠覆传统的设计艺术与建筑工艺,创建新的艺术媒介。新兴的3D打印技术正在被用来创造与创建一种新的现代建筑艺术形式,特别是用于造型奇诡、风格独特的异形建筑的打造,这类建筑的建造成本通常比较高昂,工期长难度大,但是3D打印技术却可以轻而易举解决这个问题。比如美国南佛罗里达学院(Florida Southern College)将使用3D打印等创新技术修复由美国最著名建筑大师劳埃德·莱特80年前设计的著名建筑群——Child of the Sun,这是该学院建筑学区12座形态各异的特色建筑,被世界文化遗址基金会列为全球100个最濒危建筑遗址之一。又如荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars利用3D打印技术已经建成一个外形酷似“莫比乌斯带”(mobius strip)的建筑物,这是一种只有一个表面且连续闭合的数学拓扑结构。巴西国家公园希望能与Janjaap Ruijssenaars合作,用3D打印技术制造一间外形如同莫比乌斯带的博物馆,用来陈列在本地发现的文化物品。其实,我国很多建筑已经用到了3D打印技术,比如上海大剧院、凤凰卫视大楼、水立方、青奥会议中心等。
动向9——影响全球经济。随着3D打印技术的勃兴,创意和独创性取代了劳动力成本而广受制造商的追捧,因此,3D打印技术有望挽救建筑业的颓势并且对全球房产经济产生深远的影响。麦肯锡全球研究院最近发布的一份报告指出,3D打印技术将对全球房地产业与房产经济产生颠覆性影响。该公司预测,10年后,3D打印技术会大幅减少新房产的开发周期。届时越来越多的房产公司将会更加关注客户的反馈和真正实现以客户为中心的产品设计和技术开发。3D打印技术也将会大大减少新房产进入市场的成本,预计未来小型、微型房产企业将更具活力。
动向10——第四维4D打印。现在你可以看到3D打印带给我们的改变,但是你准备好4D打印了吗?有了这个技术,在未来环境发生变化的个时候,你可以光敏或热敏材料、记忆材料与原细胞微粒等打印一个3D智能房屋,它可以自动的装配或改变形状,还可以对光、室温和湿度自动调适。这是第四维,这项技术是有麻省理工的SkylarTibbits首创的,并且已经为建筑业和消费者带来广泛的影响。想象一下一个4D打印砖结构的建筑物,将水加入其中直至装满到某一确切位置才能够被用得到。再设想一下,如果居室用水的管道破损了,它们可以自动修复。虽然这项技术是全新的,但是未来会成为4D打印的一个全新的维度。
四、3D房地产市场发展趋势
“3D打印”技术无疑将给建筑业带来一场革命。如果与常规房屋建筑相比,采用3D打印建筑的“增材制造”有许多明显的优势。首先是传统建材工厂需要大面积的车间,而3D打印建筑不再需要复杂的生产线,使得生产单件建筑构件的成本与批量生产一样便宜;其次是原材料利用率提高,能够大幅度地减小构件废料,最低只需要原来10%的材料;三是生产废料减少,几乎没有建筑垃圾及其污染;四是产品形状结构的设计自由度大幅提高,有些用常规方法无法生产的奇形怪状的零件,3D打印技术也能够创造出来,而且形状复杂度的提高几乎不会带来额外制造成本;五是建筑流程简化,任何房屋结构与构件制造的数字化程度和设备的通用性水平大提升;六是现在的建筑工地离不开大量的工人,可这些在未来也许会被十几台3D打印机和几名工人代替。特别随着“3D打印”技术的普及,建筑业用工荒与伤亡多的难题有望得到缓解。3D打印技术将比现在的建筑过程用人更少也更加安全,在美国每年有1万个建筑工人死亡,40万个工人受伤,3D打印机将会终结建筑业这些历史问题并大量压缩建成一栋房子的时间。
作为一种全新的制造方式,3D打印技术的确正在给传统的房地产制造业带来深远的影响。基于这些生产方式与技术特点的延伸性优势,仅从产品供给方分析,房地产业近年来致力于产业转型升级,普遍应用机器人与智能技术、大规模定制技术、敏捷制造技术、一次成型技术等高新技术,形成了相当的应用基础。另一方面,3D打印机技术在许多国家越来越得到重视,欧美有些国家房地产业建立了3D打印技术产业联盟,也形成了一定的技术基础。因此,3D打印技术有望挽救世界房地产业的颓势并且重振各国经济。
根据咨询公司Wohlers Associates 的统计,2014年全球3D打印产品(设备+服务)的销售总额已经达到45.4亿美元,其中3D 打印房屋(设备+服务)的市场份额只有10亿美元左右。该机构预计未来5~10年全世界房地产业的3D打印市场将会以年均20%~35%的速度膨胀,预计至2024年,全球房地产业的3D打印市场规模可达100~350亿美元的总量。另据Frost&Sullivan发布的远景调研信息,预期到2030年,全球房地产业的3D打印市场规模将达到700~1000亿美元。
作为全球重要的制造业大国,3D打印技术在中国同样获得了政策面和产业面的高度重视。世界3D打印技术产业联盟秘书长、中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军表示:现在中国还是3D打印技术的起步阶段、产业化的酝酿阶段。未来3~5年将是中国3D打印技术最为关键的发展机遇期,如果推进顺利,2015年同比翻一番没有大问题,2015年全国3D打印产业整体的销售规模有望达到80至100亿,到2020年产值将达千亿元人民币。这一趋势无疑是我国房地产业提升与转型的一大契机。
(王志成/译,译据美国佛瑞斯特研究院的院刊《未来展望》杂志2015年6月号~8月号) (完)
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