ChangeMaker 3D公司試用3D打印技術(shù)建設(shè)生態(tài)友好型污水處理設(shè)施

導(dǎo)讀：2021年8月19日，南極熊獲悉，建筑3D打印公司ChangeMaker 3D正在使用其"Printfrastructure"技術(shù)建造一個(gè)試驗(yàn)級(jí)的地下污水處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

據(jù)報(bào)道，ChangeMaker 3D公司與英國水務(wù)公司合作，開發(fā)了一個(gè)可以在現(xiàn)場用環(huán)保混凝土3D打印的廢水分配室，這種建造方法在時(shí)間、成本和可持續(xù)發(fā)展上都具備優(yōu)勢，并可以幫助污水處理行業(yè)朝著2030年的碳凈值目標(biāo)邁進(jìn)。

在此之前，ChangeMaker 3D還曾幫助快速推進(jìn)英國高速2號(hào)鐵路網(wǎng)建設(shè)，據(jù)說這項(xiàng)技術(shù)將于2022年在尤斯頓車站現(xiàn)場進(jìn)行測試。

Changemaker 3D公司總監(jiān)NatalieWadley說："對(duì)Changemaker 3D公司來說，能夠進(jìn)入一個(gè)新的市場并與像聯(lián)合公用事業(yè)公司這樣的潛在供應(yīng)商合作是令人興奮的，他們也將因成為第一個(gè)’吃螃蟹’的英國公司。當(dāng)然，其他公司也已經(jīng)坐不住了，對(duì)我們強(qiáng)大的商業(yè)策略產(chǎn)生了興趣?；炷?D打印除了是一項(xiàng)有益的技術(shù)外，它在建造時(shí)也更安全，并節(jié)省時(shí)間和成本。這對(duì)客戶、水務(wù)部門和整個(gè)英國建筑業(yè)都是好事。"

△ChangeMaker3D的廢水分配室的3D模型。圖片來自UnitedUtilities

生態(tài)友好型建筑

ChangeMaker 3D由Luke和Natalie Wadley于2017年共同創(chuàng)立，該公司致力于開發(fā)一種新的建筑方法，這種方法更具有可持續(xù)性，同時(shí)為用戶提供價(jià)值。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這對(duì)姊妹團(tuán)隊(duì)提出了 "Printfrastructure"，這種方法主要涉及使用安裝在機(jī)器人上的3D打印機(jī)來大規(guī)模地創(chuàng)建混凝土結(jié)構(gòu)。

鑒于這項(xiàng)技術(shù)能夠生產(chǎn)內(nèi)部格子部件，它可以讓使用者減少材料浪費(fèi)，同時(shí)制造高度堅(jiān)固的建筑單元。更重要的是，該公司目前正在與Versarien公司合作，計(jì)劃將石墨烯也融入其混凝土中。如果成功的話，此舉可以極大釋放出3D打印建筑結(jié)構(gòu)的潛力，同時(shí)減少碳排放量。

在意識(shí)到ChangeMaker 3D方法的潛力后，SCS JV，一個(gè)由Skanska、Costain和STRABAG組成的合資企業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)批準(zhǔn)該公司的技術(shù)用于3D打印HS2鐵路的一部分。SCS合資公司認(rèn)為這樣做有可能將隧道的混凝土和碳排放量減少50%，并且由于是現(xiàn)場建造結(jié)構(gòu)，它預(yù)計(jì)在未來將取得進(jìn)一步的生態(tài)收益。

然而，當(dāng)談到與聯(lián)合公用事業(yè)公司的合作時(shí)，ChangeMaker 3D的技術(shù)實(shí)際上是作為其創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃的一部分而孵化的，因此在他們的最新項(xiàng)目中，這些公司已經(jīng)有效地重啟了他們的合作關(guān)系，目的是將Printfrastructure進(jìn)行測試，并創(chuàng)建一個(gè)具有最終使用潛力的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的污水室。

△HS2車站的列車概念圖，采用ChangeMaker 3D的技術(shù)可以幫助HS2回到正軌。圖片來自HS2

ChangeMaker的廢水處理試驗(yàn)

為了充分評(píng)估其工藝在污水處理方面的可行性，ChangeMaker 3D最初選擇重新設(shè)計(jì)一個(gè)污水分配室，因?yàn)樗膹?fù)雜性和與之相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。從那時(shí)起，該公司與聯(lián)合公用事業(yè)公司和AutoMutatio的工程師和顧問密切合作，并設(shè)法根據(jù)目前在坎布里亞的管道開發(fā)出一個(gè)優(yōu)化模型。

經(jīng)過十周的設(shè)計(jì)，這個(gè)直徑為1.8米的室具有內(nèi)部分隔墻，在最終使用期間，它將部分浸沒在地下1.4米處，根據(jù)他們的分析，工程師們認(rèn)為，它的碳含量可以比現(xiàn)有模型少25%，成本降低20%，而建造時(shí)間卻只需一半。

為了將其設(shè)計(jì)付諸實(shí)踐，ChangeMaker 3D公司現(xiàn)在打算在場外3D打印一個(gè)原型，然后對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的測試，以此來檢驗(yàn)其強(qiáng)度和耐久性。如果成功的話，該公司的方法預(yù)計(jì)將在聯(lián)合公用事業(yè)公司的建筑合作伙伴面前進(jìn)行現(xiàn)場演示，在這個(gè)活動(dòng)中，它的技術(shù)將被放在商店的櫥窗里，并開辟一系列潛在的使用案例。

聯(lián)合公共事業(yè)公司的首席創(chuàng)新工程師Lisa Mansell說："我們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)感到非常興奮，水務(wù)行業(yè)在施工時(shí)間和成本方面有很大的挑戰(zhàn)，但此時(shí)此刻最大的挑戰(zhàn)是減少我們的碳足跡。影響我們碳排放量最大的因素之一是建筑項(xiàng)目，特別是我們需要使用混凝土解決方案的地方

我們需要證明它打印基礎(chǔ)設(shè)施的可行性，測試成品的結(jié)構(gòu)是否合理。這將有助于讓我們的建筑伙伴對(duì)它感到滿意。"

△混凝土3D打印結(jié)構(gòu)正越來越多地找到商業(yè)應(yīng)用。圖片來自COBOD

建筑3D打印規(guī)模的擴(kuò)大

無論是水處理設(shè)施還是可出租的房屋，3D打印現(xiàn)在正越來越多地實(shí)現(xiàn)最終用途，而不是概念驗(yàn)證的建筑應(yīng)用。例如，在阿聯(lián)酋，迪拜水電局（DEWA）剛剛開設(shè)了一個(gè)3D打印研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，里面有漫游車、無人機(jī)和3D打印相關(guān)的測試設(shè)施。

同時(shí)，在德國，PERI集團(tuán)利用丹麥制造公司COBOD的大尺寸制造技術(shù)3D打印了一棟三層公寓樓?，F(xiàn)在已經(jīng)完成并準(zhǔn)備好居住，該場地將被分割成五個(gè)獨(dú)立的公寓，并在當(dāng)?shù)厥袌錾咸峁┳赓U。

同樣，德克薩斯州的建筑公司ICON早在2021年3月就選擇在國內(nèi)住房市場上市其首個(gè)美國3D打印住宅。ICON公司的四座增材制造結(jié)構(gòu)具有拱形主臥室、隱蔽的辦公室和簡約的鄉(xiāng)村美學(xué)，據(jù)說每座起價(jià)為45萬美元。