小到??、?到住?萬物皆可3D打印

3D打印技術作為一種革新技術，正在逐漸“強勢”地闖進我們的生活。憑借在滿足客戶個性化和定制化需求方面的優勢，和使用材料的減少對提高工業生產效率的價值提高，3D打印技術越來越廣泛地被應用于各行各業產品零件的研發和生產中，給全球制造范式帶來了顛覆性的變化。

2015年，荷蘭服裝設計師寶琳使用3D打印制作出了一套“會呼吸”的服裝——衣服會根據人的運動自然伸縮，像珊瑚一般呼吸，用未來科技向時裝界發起了創新的挑戰。

作為世界第二大農產品出口國，從開發出世界上第一臺3D面食打印機的原型，到醫院使用3D打印技術為患者定制個性化的營養膳食，荷蘭將3D打印技術與農業創新結合，走在了世界前沿。

2017年，世界上第一座3D打印混凝土橋梁在荷蘭海默特正式投入使用。

該橋梁由荷蘭埃因霍溫理工大學與BAMInfra建筑公司合作建造，由3D打印技術堆砌了800層材料，長約8米，可以承受40輛卡車的重量。

其建造時間卻僅為3個月，混凝土的精準使用也使材料成本和資源浪費降低了許多。

就在不久前，世界上第一座3D打印鋼橋投入使用，這座橋坐落在阿姆斯特丹的一條運河上，注入了無數傳感器，可以檢測壓力、運動、震動和溫度。

截至2020年，荷蘭共有76家3D打印技術相關的初創公司。同時，歐洲專利局（EPO）的調查發現，荷蘭的3D打印發明家和研究人員是最活躍的專利申請人之一。即便如此，荷蘭并沒有因為處在3D打印行業的領先地位就松懈。

時至今日，荷蘭人仍然在不斷開發、探索3D打印技術的突破性發展，向全球傳播其超凡創意。

為什么需要3D住宅？

2021年，荷蘭人口超過1700萬，大量的人口聚居于城市地區，日益增長的人口數量已經超過可負擔住房的數量。

2020年荷蘭住房市場報告顯示，從當前的人口增速來看，荷蘭到2030年前至少需要建造84.5萬套房子。

同時，受到2008年全球金融危機的影響，許多建筑公司宣布破產，導致荷蘭建筑工人短缺，住房短缺現象較為嚴重。

住房短缺進一步加劇了房價的上漲。對于那些單身的年輕人來說，想在城市里找到落腳安家之處可謂難上加難。也正因為如此，荷蘭無家可歸的人數呈持續上升狀態。

建筑對環境所帶來的影響也是不容忽視的。世界觀察研究所稱，建筑行業每年消耗全球40%的原石、礫石和25%的原生木材，其中大半能源都是不可再生能源。

傳統房屋建造過程中所澆筑的混凝土是實心的，實際所用的混凝土量遠多于建設需要的混凝土量。而生產混凝土的過程中會釋放大量的溫室氣體，加劇了環境惡化。

此外，建筑過程中所產生的噪音、空氣污染、水污染和光污染擾亂了野生動物的自然晝夜節律，生物多樣性急劇減少。國際能源署執行董事布里爾表示，若建筑行業不能實現可持續的發展，其所產生的環境污染將對全人類的生存帶來威脅。

在人口增長、住房短缺、環境惡化的背景下，荷蘭人創造性地提出新設想：能否有一種建造方式，既能省時省力，還能緩解環境問題？

荷蘭人的解決辦法是：3D打印。

3D住宅，可能嗎？

用3D技術打印住宅——這個曾經無法想象的事情，在荷蘭成為了現實。

2016年，荷蘭建筑師事務所DUSArchitects在阿姆斯特丹建造了一間由3D技術打印而成的迷你小屋和和一個浴缸。

這座3D打印小屋由可持續生物塑料制造，如果有一天小屋喪失使用價值，其可持續原材料也可以在粉碎后被打印成全新的設計。

設計團隊也表示，3D打印技術可用于臨時住房建設或災區救援，造福人類。

2018年，荷蘭埃因霍溫科技大學宣布啟動“里程碑項目”，計劃在五年內采用3D打印技術打印5座可租賃的商業住宅，由荷蘭建筑事務所Houben&VanMierloArchitecten負責3D住宅的設計工作，荷蘭政府、承包商VanWijnen、房地產公司Vesteda、材料制造商SaintGobain-WeberBeamix和工程公司Witteveen+Bos合作參與項目的開發與落地。

2021年4月底，荷蘭70歲的魯特茲和67歲的鄧科斯成為了荷蘭第一批3D打印住宅的租客，這是世界上首個基于3D混凝土打印的商業住宅。

此前，魯特茲曾看過3D打印住宅的設計圖紙，當時的他深深地被圖紙上童話般的設計所打動。因此，當他在網絡上看到該3D打印住宅的出租信息時，便義無反顧地申請成為第一批租客。

該住宅坐落于埃因霍溫市郊區一片樹木繁茂的自然環境中，巨石狀的房屋自然地融入其中，與周圍環境交相呼應，讓租客能夠零距離地與大自然親密接觸，獲得心曠神怡的住房體驗。

房屋總面積達94平方米，包含一個客廳和兩個臥室，并配備齊全的家具設施。此外，房屋月租金為800歐元（約合人民幣6143元），遠低于市場租金均價。對于夫妻來說，無疑是一個足夠溫馨舒適的經濟適用房。

房屋由24個3D打印的混凝土構件在異地逐層打印，隨后這些構件被卡車運到建筑工地，置于已有的地基上，進一步安裝屋頂和窗框。通過暴露在外的墻體，租客能夠清晰地看見層層紋理，從中窺見3D打印技術的奇妙原理。

埃因霍芬科技大學教授薩雷特是3D打印領域的一名研究者，他表示，與傳統建造相比，3D打印住宅可節省約30%的材料，將水泥的使用量和運輸量控制在最低水平，降低建造成本，減少對環境的影響。

與建筑工人相比，機器在效率和時長上也頗具優勢。通過機器無間斷地打印，僅僅花費120小時就能建成整座房屋，大大縮短了建筑時間。

此外，3D打印具有較高的適應性。在未來，荷蘭預計將使用3D技術進行大規模現場房屋建造，以緩解荷蘭國內房屋資源短缺問題。

同時，由于傳統混凝土的形狀非常僵硬，房屋形狀大多統一，而房屋建造所使用的3D打印機本質上是一個沿著二維軌道移動的在空中的機械噴嘴，建筑師可以根據自己的喜好或住戶要求隨心設計房屋。

3D住宅，你敢住嗎？

當然，對于即將成為第一批“小白鼠”的魯特茲和鄧科斯夫婦來說，最大的顧慮顯然還是安全問題。

對于該問題，相關方表示，該3D打印住宅完全符合荷蘭的建筑規范要求。

3D逐層打印的方式不僅增加了墻壁的堅固性、隔音性和隔熱性，還便于建筑團隊在施工過程中將無線傳感器安裝在正確的位置，為租客提供智能化的住房體驗感。

租客只需點開智能手機應用程序，便可一鍵對溫度、照明和安全系統進行控制。

隨著3D打印技術在建筑領域應用的可能性和前景逐漸擴大，人們對于安全性的需求也大大增加。

一般來說，3D打印建筑多采用復合石料或使用澆灌水泥和混凝土，材質具備一定的穩定性。另外，由于房屋采用整體打印技術，“一體化”的結構方式較為穩定，具備一定的“抗震性”。

雖然目前全球范圍內并沒有針對3D打印建筑的統一業界標準，但可以預見的是，隨著美國產品安全認證機構UL制定的評估和審批3D打印建筑的流程和規范框架，3D打印住宅將越來越規范化和市場化，為全球建筑行業提供新的可能與潛力。

在追求卓越和創新上，荷蘭人一直走在前列。在建筑、醫療、時裝、食物等領域，荷蘭用創新精神將許多“不可能”變成了“可能”，制造了許多3D產品。