導(dǎo)讀：3D打印建筑技術(shù)正在全球開花結(jié)果，不斷挑戰(zhàn)新的可能性。

2025年5月28日，南極熊獲悉，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)的研究人員建造了一個號稱世界最高的3D打印混凝土塔樓，這座塔位于瑞士穆萊尼思，是一座高 30 米的四層模塊化建筑，看起來很有辨識度，未來有可能成為網(wǎng)紅打卡地。

△Tor Alva——一座30米高、四層的模塊化建筑

據(jù)悉，這個項目受文化基金會Nova Fundaziun Origen的委托，采用3D 打印混凝土構(gòu)件建造。Tor Alva 計劃由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院牽頭，并得到了聯(lián)邦理工學(xué)院基金會、Surses社區(qū)、私人捐助者以及西卡、巴斯夫和可耐福等行業(yè)合作伙伴的支持。它匯集了蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的多個院系，包括數(shù)字制造、結(jié)構(gòu)工程和材料科學(xué)，以及兩家蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院孵化的公司Mesh和Saeki。

完全3D打印的塔樓

Tor Alva 塔樓于 2025 年 5 月竣工，是一個完全通過3D 打印技術(shù)打造承重柱（包括內(nèi)置鋼筋）的多層建筑 。3D混凝土打印方法采用兩臺協(xié)作機(jī)器人：一個機(jī)械臂將混凝土逐層擠壓成復(fù)雜的自由形狀，另一個機(jī)械臂則在各層之間放置鋼筋。使用一種特殊設(shè)計的細(xì)粒混凝土，由于添加了定制添加劑，混凝土能夠快速硬化，因此無需傳統(tǒng)模板即可生產(chǎn)結(jié)構(gòu)部件。這項打印技術(shù)由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院與行業(yè)合作伙伴合作開發(fā)。

為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)完整性，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種混合加固系統(tǒng)。打印過程中嵌入水平鋼環(huán)，打印后添加垂直桿，并用自密實砂漿填充。塔的上部采用預(yù)應(yīng)力桿，以提高抗裂性能。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員解釋說，Tor Alva 的設(shè)計完全由參數(shù)化腳本創(chuàng)建，即計算機(jī)算法生成數(shù)字模型，用于在機(jī)器人 3D 打印機(jī)的限制范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整、可視化和模擬生產(chǎn)。

模塊化設(shè)計可重復(fù)使用

模塊化設(shè)計允許拆卸和搬遷，符合循環(huán)建筑原則。干式連接和預(yù)應(yīng)力接頭有利于組件的重復(fù)使用，最大限度地減少浪費并延長材料使用壽命。

雖然這種特制混凝土混合物的碳足跡比傳統(tǒng)替代品更高，但團(tuán)隊還是采取了一些措施來減少對環(huán)境的影響。耐腐蝕不銹鋼取代了傳統(tǒng)的鋼筋，以提高耐用性，而且這座塔的設(shè)計能夠加速碳化——這是混凝土重新吸收大氣中二氧化碳的自然過程。

△TorAlva 的特寫，圖片來自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院

Tor Alva 的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和制造細(xì)節(jié)

以下是重點介紹塔的建筑結(jié)構(gòu)、打印規(guī)格和尺寸的重要細(xì)節(jié)：

類別

細(xì)節(jié)

結(jié)構(gòu)

四層，每層有 8 根雙柱和四柱（32 根），加上雙穹頂，有 8 根三柱和 8 根單柱（16 根）；總計：48 根承重柱，完全集成鋼筋

3D打印

約 2,500 層混凝土，每層高 8 毫米，深 25 毫米；總打印時間約 500 小時

部件

232 個 3D 打印混凝土構(gòu)件，以及 104 個帶有打印模板的預(yù)制混凝土部件

尺寸

總高：30米（含底座），直徑：7至9米

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