3D列印：重塑住宅建築的未來
據《彭博》報導，2022年底，位於美國德州奧斯汀的新創企業Icon，開始使用巨型3D列印機器人來建造整個郊區住宅區。這些機器人能夠列印堅固耐用、高效節能的住宅，跟傳統建築工法相比，建造時間和成本均可大幅降低。
Icon旗下的Vulcan 3D列印機器人是這場革命的核心技術，短短三週內就能完成一棟房屋的牆體建設。美國萊納房屋公司（Lennar）估計，這比傳統建築工法節省了30%的時間，更令人驚豔的是，這些牆體不僅用鋼筋加固，還內含保溫材料，能夠適應氣候變遷。
Vulcan機器人會為門窗預留空間，不需要砌磚、抹灰泥或做外牆，也不用在內部使用石膏板。Icon專案營運主任詹金斯（Conner Jenkins）表示，建造牆壁再也不需要五、六個不同的工班進駐。
3D列印和AI建築師的結合
據《彭博》報導，Icon公司不僅在3D列印技術有所突破，還開發一款名為Vitruvius的AI建築師，能夠透過聊天機器人跟潛在房主互動，根據屋主的需求和偏好設計多種住宅方案，提供詳細的內外部效果圖和平面圖。
Vitruvius的誕生大大減輕了建築師的工作負擔，特別是繪製繁瑣的施工文件。Icon計劃在未來一年內，讓Vitruvius完全自動化生成施工文件、預算和材料清單，進一步提升建築效率。
3D列印建築的主要優勢在於高效、低成本和永續性。根據Icon的數據，3D列印住宅的建造成本，比傳統建築低了10%～30%，而建築時間則可減少30%。此外，3D列印建築還能大大減少建築廢棄物，並提供更好的隔絕效果，降低暖氣和冷氣成本。
美國德州奧斯汀的Wolf Ranch是目前全球最大的3D列印社區。圖片來源：ICON Media Gallery
世界最大的3D列印社區在德州
據《ALL3DP》報導，德州奧斯汀的Wolf Ranch是全球最大的3D列印社區，由Icon跟萊納房屋合作建設而成，總共有100戶，每戶價格大約50萬美元。
《彭博》指出，這些住宅不僅設計新穎，還採用低碳混凝土和永續建材，大幅降低建築過程中的碳排放，屋頂更安裝了太陽能板。更重要的是，這些3D列印牆壁的強度，比建築規範要求超出350%，更能夠抵禦颶風、野火等災害。
Vulcan 3D列印機主要由一根橫梁和噴嘴組成，Vulcan會逐層鋪設Lavacrete專用混凝土混合物來列印牆壁，甚至是廚房中島，這些牆壁可以彎曲、摺疊成弧形結構，突破傳統建築工法的直角限制。此外，3D列印也讓建築工地變得更乾淨，幾乎沒有建築垃圾需要運到垃圾填埋場。
Wolf Ranch的工地寂靜無聲，沒有一般工地發出的嘈雜聲，只見Icon員工手拿平板電腦，裡面載入八種Genesis Collection住宅設計。Icon創辦人兼執行長巴拉德（Jason Ballard）表示，傳統施工聲吵雜，需要規定上、下工時間，但Icon正在努力說服政府，3D列印機器人作業十分安靜，也不需要休息時間，應可全天候工作。
Vulcan 3D列印機作業十分安靜，且幾乎不會留下營建垃圾。圖片來源：Regan Morton／ICON Media Gallery
此外，Icon也開發出另一款3D列印機器人Phoenix，效率比Vulcan更高。這款機器人能建造多層結構，迅速移動到另一個工作地點，減少安裝軌道系統所需時間。
資料中心、商辦也適合 全球夯3D列印建築
據《ALL3DP》報導，不僅美國，3D列印技術的應用範圍也擴及全球。位於阿拉伯聯合大公國杜拜的「未來辦公室」，是全球首座3D列印的商業建築。
這座建築是由中國盈創建築公司列印，再把組裝零件運往杜拜，聲稱減少了五到八成的勞動成本，與30～60%的建築廢棄物，且整棟建築列印時間只花了17天及2天的組裝時間。
歐洲目前最大的3D列印建築是位於德國海德堡的「The Wave House」，由Peri 3D Construction和Kraus Gruppe共同建造。作為資料中心，不需要有對外窗或室內設計，非常適合3D列印建築。
位於德國海德堡的「The Wave House」，目前作為資料中心使用。圖片來源：COBOD新聞稿
此外，Icon正在為美國太空總署（NASA）開發能在月球上建造3D列印建築物的技術。目前他們已經成功用3D列印打造出模擬火星環境的住宅Mars Dune Alpha，把觸角延伸到外太空，加速人類向太空拓展。
加州大學柏克萊分校建築學副教授古蒂雅茲（Maria Paz Gutierrez）認為，隨著建造時間和建材用量大幅減少，3D列印技術或許可以解決房屋價格過高的問題。如果再加上AI技術，將徹底改變我們的建築設計和日常生活方式。
AI和3D列印技術的結合，正在營建業掀起一場革命。從奧斯汀的3D列印住宅，到杜拜的未來辦公室，再到德國的The Wave House，這些創新技術展示未來建築的無限可能，隨著技術不斷進步，將為我們的生活帶來更多便利和驚喜。
參考資料
彭博（ 2024年3月13日），This AI Architect Will Design Your Climate-Friendly Dream Home
彭博（ 2023年2月24日），The World's Largest 3D-Printed Neighborhood Is Here
All3DP（2024年4月25日），3D Printed Houses: 20 Most Important Projects
本文獲《台達電子文教基金會》授權轉載，原文見此。
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