授课教师徐卫国清华大学

　　 研究助理高远、孙晨炜、王智、林志鹏

　　 组员Shuva Chowdhury、靳铭宇、贺宇豪、高金正、杨敏、苏孟春、高伟、李维妙

　　 3D打印技术作为一种新的建造方式带来的不仅是生产效率的提高, 还有产生崭新建筑形态的潜力。本次工作营探索的是以机器臂3D打印混凝土技术进行建筑空间形态的生形。

　　 清华大学建筑学院—中南置地数字建筑研究中心是以徐卫国教授为核心的致力于系统性智能建造的研究团队。弯曲的迷宫集成了研究中心的多项混凝土打印技术, 研究成果展现了机器臂精确空间定位的特性、科学把控混凝土的材料性能, 及多台机器臂协同打印的优势, 从而高效地呈现数字设计的复杂形态。基于机器臂的混凝土3D打印作为崭新的数字建造方式将为建筑行业带来智能设计的新趋向。

　　 本次设计主要借取了线粒体内膜的形态, 利用反应扩散微分方 (Reaction Diffusion Equation) 模拟线粒体内膜褶皱形成的嵴膜形态, 并使用Processing软件进行形态生成。设计结合场地人流方向及机器臂工作范围, 将线粒体形态应用于曲面形体上, 生成复杂的形似迷宫的非线性形体。

　　 为实现此空间曲面形态的打印, 工作营首先用大口径打印头分块打印出曲面底座, 底座建造完成后, 两台机械臂协同完成上部空间曲面形体的打印。两台机械臂协同不仅实现了提高工作效率和扩大作业范围, 也用分层错缝的方式解决了3D打印混凝土的接缝强度薄弱的问题, 为之后更大尺度建筑构件的打印提供了新的思路。最终打印出直径达3m的空间曲面形体仅用约6个小时, 充分展现了3D打印混凝土相对于传统材料成型方式的优势。