根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Emergen Research的最新報(bào)告顯示,2022年全球3D打印建筑市場(chǎng)的規(guī)模已達(dá)到24億美元,且預(yù)計(jì)將以86.8%的高速?gòu)?fù)合年增長(zhǎng)率快速發(fā)展。
無(wú)論是在住宅建筑、商業(yè)建筑、工業(yè)建筑還是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域,3D打印的應(yīng)用都日益普遍。接下來(lái),我們將匯總?cè)蚍秶鷥?nèi)表現(xiàn)最優(yōu)秀的五大3D打印建筑公司。​
ICON,美國(guó)
ICON成立于2017年底,總部位于德克薩斯州,2018年3月在奧斯汀的SXSW上一舉成名,展示了美國(guó)第一個(gè)獲得許可的3D打印房屋。ICON表示,為解決全球住房危機(jī),創(chuàng)新舉措不可或缺。3D打印技術(shù)不僅能更快速、更經(jīng)濟(jì)地建造高質(zhì)量住宅,還有潛力改變傳統(tǒng)的社區(qū)建設(shè)方式。目前,ICON通過(guò)3D打印的建筑已包括多種類(lèi)型,如住宅、軍營(yíng)以及其他特殊結(jié)構(gòu)。
ICON開(kāi)發(fā)的Vulcan建筑系統(tǒng)集硬件、材料和軟件于一體,用于建造房屋和大型結(jié)構(gòu)。Vulcan已經(jīng)更新到第三代大型3D打印機(jī)系統(tǒng),體積比前一代大1.5倍,速度快2倍,可打印面積達(dá)278.7平方米。Magma作為智能打印墨盒,為設(shè)備提供必要的Lavacrete材料,這是一種高強(qiáng)度混凝土。所有這些由BuildOS軟件控制,將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)體建筑。
典型案例
1,奧斯汀100套3D打印住宅社區(qū):這個(gè)創(chuàng)新社區(qū)由100棟3D打印住宅組成,是由ICON與美國(guó)領(lǐng)先的住宅建筑商Lennar共同建造,BIG-Bjarke Ingels Group聯(lián)合設(shè)計(jì)的。這是目前世界上規(guī)模最大的3D打印房屋社區(qū)項(xiàng)目,于2022年開(kāi)工,目前還在建設(shè)中。社區(qū)內(nèi)的每棟房屋面積從146平方米至196平方米不等,已建好的房屋目前正在銷(xiāo)售中,起價(jià)為47.5萬(wàn)美元。
2,El Cosmico露營(yíng)酒店:2023年3月,ICON與酒店業(yè)專(zhuān)家Liz Lambert及BIG合作,正在重建El Cosmico露營(yíng)酒店。這個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目預(yù)計(jì)將在2024年完成,將包含游客住宿區(qū)以及新的接待規(guī)劃,其中包括泳池、spa等設(shè)施。
除了社會(huì)住房、救災(zāi)住房和大型住宅項(xiàng)目之外,ICON還在積極研究和開(kāi)發(fā)天基建筑系統(tǒng),以支持NASA計(jì)劃中的月球及其他地區(qū)探索任務(wù)。最近,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)已經(jīng)選定ICON參與為期10年的月球建筑(LunA-10)能力研究項(xiàng)目。
Apis Cor,美國(guó)
Apis Cor是一家美國(guó)建筑技術(shù)公司,成立于2014年,總部位于佛羅里達(dá)州墨爾本,致力于開(kāi)發(fā)專(zhuān)有的機(jī)器人技術(shù)和材料,以推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展。Apis Cor專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)住房危機(jī),其技術(shù)使得在短時(shí)間內(nèi)就能夠構(gòu)建低層建筑,他們的技術(shù)已經(jīng)在迪拜、德克薩斯州博卡奇卡和密蘇里等地部署,并計(jì)劃在更多地方使用。
由Apis Cor研發(fā)的Frank是一款革命性的機(jī)器人3D打印機(jī),體積小巧、便于移動(dòng)且操作簡(jiǎn)單。它能夠打印最高兩層、面積無(wú)限制的建筑,且無(wú)需額外組裝。結(jié)合用于混合和泵送的裝置“Gary”以及3D打印材料輸送系統(tǒng)“Mary”,這套完整的建筑系統(tǒng)能夠在抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后,僅需幾分鐘即可開(kāi)始工作。
典型案例
1,俄羅斯斯圖皮諾市的圓形房屋:2016年,Apis Cor在俄羅斯斯圖皮諾市建造了一座約37平方米的圓形房屋,這被認(rèn)為是世界上首個(gè)“現(xiàn)場(chǎng)”3D打印的可居住房屋。該項(xiàng)目使用了可移動(dòng)的混凝土打印機(jī),僅用了24小時(shí)便完成了整個(gè)房屋的建造,包括所有承重墻、隔墻以及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。整個(gè)建造過(guò)程的成本大約為1萬(wàn)美元。
2, 迪拜市政府大樓 :2019年,Apis Cor為迪拜市政府建造了一座兩層的行政大樓,整個(gè)過(guò)程只需三名工人和一臺(tái)打印機(jī)。這座大樓高9.5米,共有兩層,總建筑面積達(dá)到640平方米,成為目前世界上最大的3D打印建筑之一。
2022年1月14日,Apis Cor宣布已獲得美國(guó)證券交易委員會(huì)批準(zhǔn),成為全球首家向公眾發(fā)行股票的建筑3D打印公司。Apis Cor的使命是重新思考并改進(jìn)建筑過(guò)程,使住房更加負(fù)擔(dān)得起且易于獲得。他們相信通過(guò)自動(dòng)化擴(kuò)展建筑行業(yè),并使用機(jī)器人建筑技術(shù)提高生產(chǎn)率,可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
COBOD,丹麥
COBOD是一家總部位于丹麥的公司,成立于2017年,總部設(shè)在哥本哈根。COBOD致力于設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)3D打印機(jī)系統(tǒng),為住宅和商業(yè)客戶提供建筑施工服務(wù)。其愿景在于通過(guò)多功能建筑機(jī)器人,不斷提升打印速度、效率、降低勞動(dòng)力需求和材料成本,以挑戰(zhàn)傳統(tǒng)建筑施工方式。截至目前,COBOD已售出65臺(tái)3D打印機(jī),并吸引了GE Renewable Energy、Holcim、CEMEX和PERI等工業(yè)巨頭成為其主要戰(zhàn)略股東。
COBOD提供一站式的解決方案,基于龍門(mén)的模塊化3D建筑打印機(jī)BOD2,通過(guò)COBOD Slice軟件,可以將設(shè)計(jì)的3D模型轉(zhuǎn)換為可打印的3D文件。筒倉(cāng)用于儲(chǔ)存干水泥,配料廠用于混合材料,泵則將混合后的混凝土輸送至打印機(jī)。BOD2的最大打印長(zhǎng)度為無(wú)限制,最大打印寬度在歐盟為14.62米(在美國(guó)為12.09米),最大打印高度為8.54米。
典型案例
1,肯尼亞經(jīng)濟(jì)適用房項(xiàng)目:建筑公司14Trees(Holcim和CDC集團(tuán)合資)正使用COBOD BOD2打印機(jī)加速非洲經(jīng)濟(jì)房屋建設(shè)。2023年2月,COBOD與14Trees在肯尼亞的3D打印項(xiàng)目取得進(jìn)展,10周內(nèi)用一臺(tái)打印機(jī)完成了10棟房屋的3D打印。這些房屋屬于Mvule Gardens社區(qū),該項(xiàng)目計(jì)劃建造52棟3D打印房屋。
2,海德堡3D打印建筑:在德國(guó)海德堡市,一座占地613平方米的大型3D打印建筑正在建造中。這個(gè)項(xiàng)目由Kraus Group領(lǐng)頭,為Heidelberg IT管理公司建造數(shù)據(jù)中心。該建筑以“歐洲最大的3D打印建筑”之稱(chēng),主要通過(guò)BOD2打印機(jī)打印墻壁。建筑尺寸長(zhǎng)49.4米、寬36.9米、高9.1米,于2023年3月31日開(kāi)工,預(yù)計(jì)7月完工。
根據(jù)COBOD透露,2022年全球大約建造了55座新的3D打印建筑,其中COBOD參與了31座,占比達(dá)到56%。最近,全球知名建材商Holcim也宣布收購(gòu)了COBOD的部分股權(quán),并計(jì)劃在重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行合作研發(fā)及推廣應(yīng)用。
Winsun(盈創(chuàng)),中國(guó)
盈創(chuàng)建筑科技(上海)有限公司成立于2003年7月24日,是全球較早真正實(shí)現(xiàn)3D打印建筑的高新技術(shù)企業(yè)。從事3D打印建筑、建筑新材料研發(fā)、生產(chǎn)20年,擁有國(guó)家專(zhuān)利多達(dá)325項(xiàng),是國(guó)家“一帶一路”倡議重要參與企業(yè)。盈創(chuàng)專(zhuān)注于大劇院、體育場(chǎng)、會(huì)議廳、商業(yè)綜合體、高端會(huì)所、酒店、產(chǎn)業(yè)園等大型公共建筑的建設(shè)和裝飾,參與的國(guó)家級(jí)和地標(biāo)性建筑項(xiàng)目高達(dá)400項(xiàng)。
盈創(chuàng)開(kāi)發(fā)了3D打印建筑用的大型打印機(jī),并結(jié)合使用特殊打印油墨進(jìn)行打印。施工過(guò)程中保留了鋼筋梁柱結(jié)構(gòu),并配備外墻裝飾和保溫材料,預(yù)留管線和門(mén)窗。整個(gè)建造流程包括圖紙深化、打印墻體、澆筑地基、運(yùn)輸和吊裝、局部灌注、外立面和室內(nèi)裝飾打印,最后成品完成。其中,關(guān)鍵的盈恒石是盈創(chuàng)開(kāi)發(fā)的新型“石材”,主要由特種水泥、增強(qiáng)玻璃纖維和環(huán)保添加劑制成,適用于建筑內(nèi)外的地面、墻面和屋面。
典型案例
1,蘇州的3D打印五層樓房:這座于2014年冬季在蘇州工業(yè)園區(qū)建成的建筑,地上五層地下一層、高10米,打破了3D打印技術(shù)無(wú)法打印高層建筑的常規(guī)觀念。該建筑主體采用框架式結(jié)構(gòu),整體打印嚴(yán)格遵循配筋砌體的標(biāo)準(zhǔn)。由于施工和安裝的要求,建筑被切分成不同的構(gòu)件,最終拼裝而成,屬于100%裝配式建筑。
2,全球第一個(gè)3D打印辦公樓:2016年8月,迪拜的3D打印“未來(lái)辦公室”完成竣工。該項(xiàng)目由美國(guó)知名建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃公司Gensler、Thornton Tomasetti和Syska Hennessy共同設(shè)計(jì),由盈創(chuàng)進(jìn)行3D打印,通過(guò)海運(yùn)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng),并在現(xiàn)場(chǎng)完成安裝。作為世界首個(gè)3D打印商用建筑,于2020年2月21日,被列入“吉尼斯世界紀(jì)錄”。
盈創(chuàng)不僅在國(guó)內(nèi)有眾多建筑案例,包括古典庭院和奢華別墅,而且在國(guó)外也積累了不少合作項(xiàng)目。例如,日本的多個(gè)3D打印建筑都是通過(guò)盈創(chuàng)打印完成的。此外,2020年疫情期間,盈創(chuàng)還向湖北捐贈(zèng)了15個(gè)3D打印隔離屋,展現(xiàn)了一家3D打印企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感。
Mighty Buildings,美國(guó)
Mighty Buildings是一家成立于2017年的3D打印建筑公司,總部設(shè)在美國(guó)加利福尼亞州奧克蘭。該公司因利用3D打印技術(shù)建造功能性住宅(ADU)和“小房子”而知名,旨在通過(guò)其創(chuàng)新技術(shù)塑造住房市場(chǎng)的未來(lái)。Mighty Buildings致力于實(shí)現(xiàn)碳中和住房,使其成為每個(gè)人的現(xiàn)實(shí)。該公司的目標(biāo)是到2028年生產(chǎn)出完全碳中和的房屋。
Mighty Buildings推出了Mighty Kit System,一個(gè)易于配置的自動(dòng)化施工平臺(tái),包括3D打印面板、通用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和易安裝硬件。使用專(zhuān)利復(fù)合石材進(jìn)行打印,表面涂有環(huán)氧底漆和丙烯酸涂料。設(shè)計(jì)的墻壁組件厚8英寸,5層材料,現(xiàn)場(chǎng)與成品內(nèi)外墻安裝,中間填充PU發(fā)泡保溫材料。其中,LUMUS材料是一種輕便且堅(jiān)固的復(fù)合石材。
典型案例
1,南加州的3D打印社區(qū):2022年10月14日,Mighty Buildings在美國(guó)加州完成了首個(gè)3D打印的零凈能源住宅交付,這是南加州3D打印社區(qū)的第一座房子。該建筑由3D打印預(yù)制板組裝而成,包括兩間臥室和兩間浴室,能夠?qū)崿F(xiàn)能源的自給自足。該項(xiàng)目包括20套住宅(40個(gè)3D打印單元),每套面積為109平方米。
2,圣地亞哥的3D打印附屬住宅單元:Mighty Buildings在加州圣地亞哥完成了一個(gè)約65平方米的3D打印附屬住宅單元,名為"Mighty Duo B"。這個(gè)住宅由兩個(gè)模塊化單元組成,從制造到現(xiàn)場(chǎng)組裝共花了8周時(shí)間。這個(gè)項(xiàng)目展示了3D打印和機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)在建造經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和可持續(xù)住宅方面的應(yīng)用。Mighty Buildings的使命是通過(guò)變革建筑方式來(lái)解決住房和氣候危機(jī)。該公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是在全球建立一個(gè)微型Mighty Buildings工廠網(wǎng)絡(luò),以填補(bǔ)住房需求缺口,每年通過(guò)3D打印技術(shù)生產(chǎn)200至300套住房。
建筑行業(yè)當(dāng)前面臨多重嚴(yán)峻挑戰(zhàn),包括勞動(dòng)力短缺、項(xiàng)目延遲、交付周期延長(zhǎng)、過(guò)度材料使用、大量廢棄物產(chǎn)生,以及對(duì)環(huán)境不利的CO2排放等問(wèn)題。在這種情況下,3D打印建筑技術(shù)展現(xiàn)出解決這些問(wèn)題的巨大潛力。
2023年12月,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的增材制造技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC 261)和ASTM國(guó)際增材制造技術(shù)委員會(huì)(F42)聯(lián)合制定了ISO/ASTM 52939:2023標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)旨在確保3D打印建筑領(lǐng)域的質(zhì)量、安全和效率。隨著這些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善和更多企業(yè)的參與,相信建筑3D打印取得更進(jìn)一步的發(fā)展。
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