WASP用天然材料打造2025大阪世博會3D打印生態(tài)設(shè)施
2025年4月23日,日本建筑工作室Aki Hamada Architects與WASP合作,為2025年世博會打印了一項創(chuàng)新型休息設(shè)施。該設(shè)施采用Crane WASP獨立系統(tǒng)建造,是由日本新興建筑師參與全國征集設(shè)計的20座休息站之一。這個設(shè)施將休息區(qū)、衛(wèi)生間、臨時辦公室和模塊化舞臺整合在一個峽谷狀的建筑裝置中。

3D打印土制建筑
WASP是一家專注于建筑3D打印技術(shù)的意大利公司,為本設(shè)施的建造提供了關(guān)鍵設(shè)備——大幅面建筑打印機,用于打印多種核心構(gòu)件,包括預(yù)制外墻板、花壇式長凳、模塊化土坯和圓柱形洗臉盆等。所有部件均以一種土基復(fù)合材料打印成型,這些材料由粘土、稻草、海藻膠、天然顏料以及氧化鎂硬化劑按比例混合而成。該項目配方不僅具備良好的可打印性和機械性能,還與日本傳統(tǒng)土墻的建造工藝高度契合,體現(xiàn)了對在地建造文化的延續(xù)與回應(yīng)。
打印完成后的構(gòu)件首先在潮濕環(huán)境中進行為期三天的初步固化,隨后通過自然風(fēng)干方式進一步強化結(jié)構(gòu)性能,以確保3D打印結(jié)構(gòu)滿足建筑使用的強度要求。

3D打印驅(qū)動的智能建造探索
項目主創(chuàng)Aki Hamada如此表示:“通過這個項目,我們旨在展現(xiàn)人類、自然與機器共生的未來社會——以天然材料如泥土,結(jié)合先進的機器人建造技術(shù),共同構(gòu)筑新型建筑環(huán)境。”作為設(shè)計流程的一部分,項目團隊對來自日本各地的石材樣本進行了3D掃描,生成具有復(fù)雜復(fù)合幾何特征的數(shù)字模型。這些幾何形態(tài)隨后通過一系列物理性能測試進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,以適應(yīng)特定的土壤承載條件,同時根據(jù)3D打印過程中的懸挑公差進行了參數(shù)化調(diào)整,確保構(gòu)件在成型過程中的穩(wěn)定性與可行性。

所有外墻面板在富山縣的一家本地工廠由大幅面3D打印設(shè)備完成制造,隨后運送至世博會施工現(xiàn)場,并通過預(yù)嵌木質(zhì)連接件安裝于木構(gòu)框架上,實現(xiàn)快速且高精度的裝配。該建筑系統(tǒng)直徑為6.2米,高度為1.7米,部分構(gòu)件現(xiàn)場打印成型,用于打造集“休憩空間”與“功能家具”于一體的花壇式長凳。最終實現(xiàn)的幾何語言包括弧形圍合體與島嶼狀模塊集群,為游客提供多樣化的休息與互動體驗。
較小尺寸的堆疊式花壇由45塊獨立打印的陶土模塊組成,其中部分模塊內(nèi)填充鎂基硬化劑,并以天然竹棒替代傳統(tǒng)鋼筋進行結(jié)構(gòu)增強,體現(xiàn)對可持續(xù)材料策略的探索與應(yīng)用。

此外,洗臉盆同樣在工廠預(yù)制打印,它的前部設(shè)計成凹進去的形狀,方便人在使用時膝蓋可以更貼近、活動更自如;而它的后面留有預(yù)制接口,可以安裝在事先準(zhǔn)備好的臺面和排水結(jié)構(gòu)中,確保使用上的方便和整潔。總體而言,2025年大阪世博會旨在展示一種工業(yè)化建筑替代方案,它的復(fù)雜性源自時間而非成本,且使用當(dāng)?shù)丨h(huán)境材料。所有結(jié)構(gòu)元素均可生物降解,符合可持續(xù)設(shè)計理念,確保裝置在使用后可自然分解或移除,不產(chǎn)生長期廢棄物。
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