3D打印材料之砂巖：全世界最復(fù)雜建筑的來源

砂巖是一種沉積巖，主要由砂粒膠結(jié)而成，其中砂粒含量大于50%。絕大部分砂巖是由石英或長(zhǎng)石組成的，石英和長(zhǎng)石是組成地殼最常見的成分。砂巖的顏色和成分有關(guān)，可以是任何顏色，最常見的是黃色、紅色、棕色、灰色和白色。

有的砂巖可以抵御風(fēng)化，但又容易切割，所以經(jīng)常被用于做建筑材料和鋪路材料。石英砂巖中的顆粒比較均勻堅(jiān)硬，所以砂巖也經(jīng)常被用來做磨削工具。

砂巖按其沉積環(huán)境可劃分為石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖和巖屑砂巖三大類。砂層和砂巖構(gòu)成石油、天然氣和地下水的主要儲(chǔ)集層。

彩色砂巖是一種暖色調(diào)的裝飾用材，素雅而溫馨，協(xié)調(diào)而不失華貴，在眾多的石材中獨(dú)具一格，被人稱為“麗石”。它是一種無光污、無輻射的優(yōu)質(zhì)天然石材，對(duì)人體無放射性傷害，具有隔音、吸潮、抗破損、戶外不風(fēng)化、不長(zhǎng)青苔、易清理等特點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得砂巖成為廣泛使用的建筑用石材。幾百年前用砂巖裝飾而成的建筑至今風(fēng)韻猶存，如巴黎圣母院、羅浮宮、英倫皇宮、美國(guó)國(guó)會(huì)、哈佛大學(xué)。

近幾年，砂巖作為一種天然建筑材料，被追隨時(shí)尚和自然的建筑設(shè)計(jì)師推崇，廣泛應(yīng)用在商業(yè)和家庭裝潢上。

彩色砂巖用于建筑材料的時(shí)候，傳統(tǒng)工藝會(huì)因?yàn)榍懈疃�產(chǎn)生很多廢棄物，比如顆粒很細(xì)的彩色砂巖粉末。如果將彩色砂巖粉末都于3D打印技術(shù)，將會(huì)是一個(gè)節(jié)約資源而又環(huán)保的選擇。

i.materialise公司推出的3D打印彩色砂巖材料在表面增加了一層UV樹脂的涂層，使得打印出來的物體更加明亮，有一種大理石質(zhì)感。這種極具光澤的表面可以增強(qiáng)色彩的表現(xiàn)力，對(duì)于深色調(diào)的效果尤為明顯。3D打印彩色砂巖多用于展示人像、卡通人物玩偶、建筑模型及其他室內(nèi)展示等，使用技術(shù)多為3DP（黏合物噴射）技術(shù)，將粘黏劑混合注入打印材料粉末中進(jìn)行凝固成型。

但是，彩色砂巖作為3D打印材料雖然色彩感強(qiáng)，但材質(zhì)較脆，不利于長(zhǎng)期保存。

利用砂巖材料打印的玩偶

砂巖材料打印的模型

砂巖材料打印的飛機(jī)模型

建筑編程師邁克爾·漢斯梅爾在過去五年中一直在探索用算法來打造繁復(fù)的建筑結(jié)構(gòu)。2013年，他們利用砂巖3D打印機(jī)制成了一個(gè)作品Digital Grotesque I，又在2017年5月公布了名為DigitalGrotesque II的大型建筑項(xiàng)目，它擁有13億個(gè)獨(dú)立表面，同樣是采用砂巖3D打印機(jī)制造而成。這件作品重達(dá)7公噸，看上去就像是一個(gè)人造洞穴，及其復(fù)雜，以至于普通的電腦根本無法在設(shè)計(jì)過程中對(duì)其進(jìn)行模擬可視化。

Digital Grotesque II