纽约建筑商3D打印一座带泳池的大别墅

近日，纽约著名建筑师、承包商Adam Kushner开工建设其首个3D打印的别墅，该别墅包括3D打印的游泳池、2400平方英尺居住面积，带4间卧室，这座别墅的位置在纽约的Gardiner 。Adam Kushner将使用Enrico Dini的D-shap 3D打印机的改良版，如果一切按计划进行，最终在打印进行时，能自动将钢筋加到3D打印的房子里。


3D打印别墅的所在地，纽约Gardiner

Adam Kushner在纽约市管理着KUSHNER工作室和 In House Group 两家企业， 拥有超过25年的建筑行业经验。他的公司在曼哈顿设计和建设了面积超过8万平方英尺的大厦，在纽约商界小有名气。
 
“大约一年半前，我开始迷上了3D打印。”Adam Kushner说：“我说，好吧，为什么不把3D打印用在建筑上呢？” 这就是我看到的未来。我并不关心那些用3D打印制造玩具之类的东西。 我真正看到的，是3D打印机在建筑行业的更大潜力。 这是一个万亿美元的行业，它改变了我们建筑的方式。” 

Kushner找到了在3D打印建筑领域比较有名的Enrico Dini，他发明了一台巨大的3D打印机D-shape，能够打印出大的结构和建筑。Dini正运营着一家名为D-shape的公司，以及使用镁基材料进行打印的技术专利。该专利技术能够将沙或其它材料与镁基粘合剂结合起来创建石状物体。


D-shape 3D打印机

Kushner告诉Dini，他希望把他的3D打印机，以及3D打印工艺带到美国，并用它们建造一些真正独特的技术。Dini回复说，他一直在与一个名叫James Wolff的人在谈，准备在美国开一家这样的公司。于是Kushner联系上了Wolff，两人一拍即合，并很快决定，在纽约创建D-shape企业。据我们了解，Wolff是 Deep Space Industries的联合创始人，他的公司获得了NASA小行星任务项目的两个主要合同，在Ames有一间办公室。 

上个月，Kushner飞到意大利与Dini见面。两人同意将一台大型D-shape 3D打印机运回纽约，预计2015年1月份抵达。从那时起，Kushner、Wolff和他们的工人团队将开始一个最令人惊叹的项目——3D打印一栋完整的别墅。Kushner坚信，他将成功地完成它。
 
“我们有设计人员，有建筑人员，还有设计兼建筑人员。”Kushner说：“很少有公司兼具设计和建筑能力，但我们公司就是，我们是最善于建筑的设计师。”这也是Kushner的信心之所在，他们拥有很多的建筑项目经验，并不是初生牛犊。
 

3D打印别墅的主计划图

当然，人们会问，在纽约建一座这么大、这么独特的项目，尤其是缺乏3D打印建筑的成功先例，能够得到政府的批准吗？令人惊奇的是Kushner很简单地就拿到了批准。 “我只填写了一个表格，上面询问了建筑方法。”Kushner解释说。 

在这个申请表格中，有3个选项：木材、钢材和砖石。Kushner添加了自己的第四个选项——“3D打印”，并选中它。他把它送到城市建筑部门后，很快就得到了许可证。 当检查员过来查看工程地址和他们的建筑计划时，眼睛都没眨就通过了。
 

Kushner（右）与他的电工为建筑工地安装电源。

如今在工程现场施工已经开始，上周电线已经接了过来，预计一周之内就会有电力供应。当Dini的3D打印机一送到，他们就开始打印地面游泳池，这将是Kushner规划的工程三个阶段中最容易的一项。 第一阶段将是游泳池；第2阶段——泳池边的房子；第3阶段——2400平方英尺的大房子。当拿到Dini的3D打印机后，他计划进一步进行修改，以提高其效率和打印能力。
 

铺设通向工地的电线

当Kushner到意大利去拜访Dini时，Dini向他展示了大约11年前发明的第一台机器，该机器到今天仍在使用。“这就像看着托马斯·爱迪生最早发明的蜡筒唱片机。”Kushner说，“然后，我回到了比萨，我看到他现在的机器，对我来说这就像在看一台手摇留声机。”Kushner继续比喻，“而他将要送过来的，将是我更喜欢的60年代的高保真音响。它会起到作用，但我们还要做很多工作把它带到iPod时代。我估计这个过程大概需要一年到一年半的时间。” 

在明年二月底或三月初开始打印游泳池会给Kushner和他的团队成员一些调整和准备的时间。“池子需要承受压力。”Kushner说：“水在里面，土壤在外面。不过这个问题不大，D-shape出名的一个案例就是3D打印了一座人工珊瑚礁。”


水池设计图

所有打印所需的材料，都将在本地采购。Kushner计划在工地现场采取的岩石，进行粉碎，然后结合粘接剂，形成可用的3D打印材料。在他们3D打印池子的同时，Kushner计划对其进行改进。然后，明年夏天他们进入到第2阶段——3D打印游泳池边的房屋。到时候会有一些技术上的挑战，包括如何3D打印屋顶以及如何应对结构上的附加张力等。 
为了克服这些问题，Kushner提前做了一些应对的计划。包括，在混凝土混合物中加入纤维、铝绞线，甚至 Brillo片状钢屑以提升抗拉强度。 

第3阶段——3D打印2400平方英尺的大房子，这个阶段Kushner希望在14个月后开始，它也将是最具挑战性的。 他认为，在这个时间段，3D打印技术的发展可能会出现重大突破。截至目前为止，我们所看到的所谓“3D打印房屋”，都是打印的很小的房屋，或者是分别打印的部件拼装在一起的。Kushner则计划建造一个完全3D打印的宜居房屋。 

“我的考虑重点是试图找出一种方式能够在打印时同时也能将钢筋安装进去。”Kushner说。他认为这是3D打印一座真正房屋的关键之处，只有做到这些，才会让人们意识到，这就是建筑的未来。
 
如果您注意一下本文中描述的建筑计划，你会发现一切都是分片进行的。“我已经拿到了D-shape 3D打印机的尺寸，是5米×5米×5米。”Kushner说：“所以我将整个建筑分成一块一块的类似的单位，5米×5米×5米将是我们建筑设计的基本构建模块。”


别墅总体规划
 
Kushner和D-shap正在开发这个大别墅的STL文件——与桌面3D打印机一样格式的数据文件。 事实上，他们计划在下一周先用桌面3D打印机打印出一个中小版本的模型出来。 
至于建筑的成本，还没有精确计算，但Kushner预期它会远远少于传统的建筑方法，因为在通常的建筑成本中，有45％是人力成本。而使用3D打印，劳动力成本几乎为0，除了操作3D打印机所需要的个别人。
 
51岁的Kushner把该项目建筑周期定为两年，他在非常认真地对待这件事。“我是认真的，并不是在玩游戏。如果成功，Kushner、Wolff、Dini、D-shape，我们整个团队将因第一个使用3D打印机打印大型建筑而在历史上留下重重一笔。它将改变建筑模式。”

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