新落成的巴里達芬奇大橋展示了3D打印如何將歷史愿景與可持續創新相結合。該建筑使用WASP大型3D打印機建造，由13個相互鎖砌塊組成，采用由石料廢料和石灰制成的砂漿，賦予大理石和石材加工副產品新的用途。這座橋靈感來自達·芬奇16世紀的設計，依靠3D打印元件的高精度實現其自承形態。該項目不僅將達·芬奇的理念付諸實踐，也展示了數字制造如何減少現代建筑中的環境影響。
圖片來源：WASP
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在建筑行業，增材制造如今被廣泛應用。無論是建造房屋、學校，甚至是橋梁，3D技術都能帶來極大的好處。在城市建筑的結構和步道方面，近年來3D打印橋梁項目數量激增。許多國家現在采用增材制造來建造這些連接結構，部分原因是成本較低。為了進一步了解這類項目以及增材制造如何促進橋梁建設，我們整理了一份近年來一些最重要舉措的清單，無論這些項目已完成或仍在建設中。
雖然難以置信，但這個項目確實成真。具體來說，根特大學推動了通過增材制造打造一條所需材料更少且環境影響更小的路徑。在該項目中，根特大學與Vertico和以色列理工學院合作設計了這座人行橋，雖然規模不算突出，但在美學上非常出色，尤其因其拓撲優化而引人注目。為此，他們使用了混凝土3D打印機，打印體積為4.5 x 2 x 2.5米，材料專門為此設計。通過這種方式，公司旨在減少二氧化碳排放，提升建筑行業的生產力。
圖片來源：Vertico
著名建筑師米歇爾·范德克萊與Summum Engineering和Witteveen+Bos合作，與埃因霍溫理工大學（TU/e）合作，設計了為自行車騎行建造的最長3D打印橋梁的3D模型。該橋在圣戈班韋伯Beamix的3D打印中心制造，該中心使用多個BAM機械臂。這座長29米的橋梁設計為圓形和自然形狀，以與戶外布局融合。
可以說，這些是世界上第一批安裝的3D打印橋梁。這座混凝土橋位于馬德里阿爾科本達斯，由西班牙公司Acciona設計，該公司涉足多個業務線，包括能源、基礎設施，并曾涉足增材制造。雖然Acciona負責3D打印工藝，但混凝土人行橋由加泰羅尼亞高級建筑學院設計。關于技術層面，我們可以強調橋長12米，寬1.75米，這標志著伊比利亞國家土木工程的一個里程碑。此外，其設計具有有機和仿生建筑風格，仿佛自然的形態。
圖片來源：Acciona
2017年，埃因霍溫理工大學（TUE）與BAM Infra公司設計了荷蘭首座3D打印混凝土橋梁。這座由800層混凝土組成的橋梁，長8米，寬3.5米，位于一條溝渠上，因此連接了兩條道路。與許多情況一樣，TUE和BAM基礎設施聲稱通過3D打印最大限度地減少了建造此類結構所需的混凝土量。該橋位于蓋默特鎮，僅用3個月建成。
圖片來源：Bart Maat / EPA
令人印象深刻的176單位水泥支撐著中國最長的3D打印混凝土橋（最初是世界橋，后被荷蘭的一個項目超越），使行人能夠穿越上海運河。該橋由清華大學吳維國教授領導的團隊設計，采用增材制造技術，位于威斯多姆灣附近。上海的人行結構靈感來自中國趙州的歷史安吉橋，旨在代表3D技術在各種工程項目中的潛力。施工過程中使用了兩只機械臂，混凝土拱門耗時450小時。團隊聲稱，與傳統制造工藝相比，實施成本可節省三分之二。
圖片來源：JCDA
去年夏天，中國發布了另一座部分得益于增材制造設計的橋梁，這次還配備了非常特殊的功能。它設計為隨時收回，通過藍牙連接的一個簡單按鈕控制。整座橋并未經過3D打印，僅由三天內通過增材制造定制的三角形面板組成。這36個元素采用了由回收材料制成的復合材料。這座橋長9米，寬1.5米，安裝在智慧灣公園內。
2019年，美國海軍陸戰隊為特種部隊開展了自動化遠征結構（ACES）打印機現場作培訓項目。雖然海軍陸戰隊仍在試驗大型混凝土和鋁制打印機系統，但他們計劃部署這類3D打印機，使現場工程師能夠定制橋梁結構，跨越任何陸地間隙。“目前唯一的限制是與工業商達成知識產權協議。”海軍陸戰隊快速保障辦公室先進制造運營組組長馬修·弗里德爾上尉解釋道。他預測，在未來幾年左右，增材制造行業和美國國防部將達成使用專有3D技術的協議。
在加利福尼亞彭德爾頓營地演習期間，固定一根3D打印的橋梁支撐柱。（圖片來源：海軍陸戰隊）
皇家哈斯科寧DVC、CEAD和科維斯特羅合作，誕生了首個輕量化3D打印人行天橋原型，采用玻璃填充熱塑性復合材料制造。兩家公司聲稱選擇這種材料是因為纖維增強聚合物橋以其使用壽命更長且生命周期成本低于鋼材而聞名。他們還指出，顯然這是首次有人利用3D打印技術制作由大型連續纖維增強熱塑性部件組成的橋梁。該技術采用了熔融顆粒制造和科維斯特羅的Arnite AM8527顆粒材料。他們列舉了橋梁的多項好處，包括縮短施工時間、提高可持續性、減輕維護負擔和延長使用壽命。目前，這座橋僅作為原型存在，但最終將安裝在鹿特丹的克拉林塞博斯公園內。
塑料基3D打印橋
2018年，中國建筑公司上海機械化建筑集團（SMCC）與3D耗材制造商Polymaker合作開發了一款原創的3D打印橋梁。該橋以塑料為基礎，專為行人設計，長15.25米，寬3.8米，重量不少于5800公斤。為此，兩家公司表示他們顯然使用了一臺XXL打印機，打印體積為長24米，寬4米。關于所用材料，他們聲稱使用ASA（丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯的縮寫），并富含玻璃纖維。
圖片來源：Ti Gong（蒂公）
2018年，中國建筑公司上海機械化建筑集團（SMCC）與3D耗材制造商Polymaker合作，開發了一座原創的3D打印公園橋梁。該橋由塑料制成，專為行人設計，長15.25米，寬3.8米，重量5800公斤。為此，公司使用了一臺長24米、寬4米的XXL打印機。材料方面，團隊使用了裝載玻璃纖維的丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯（ASA）。2019年，橋梁成功安裝完成，預計將在公園內使用30年。
圖片來源：Polymaker
一支由國際研究人員和公司組成的團隊開發了Diamanti，這是一種模塊化3D打印混凝土橋梁，將于2025年在威尼斯舉辦的“時空存在”展覽中展出。該項目由Masoud Akbarzadeh教授領導，與瑞士Sika集團合作，探討計算幾何和機器人制造如何提升混凝土建筑的效率和適應性。該結構由九個預制段組成，采用水泥基混合料和空心幾何結構，減少了材料使用。這些段段使用后張拉鋼索組裝，無需粘合劑，使橋梁既可拆卸又可回收。迄今為止，已制造出兩個版本：一個是2.5米原型，曾在威尼斯展出;另一個是10米版本，在法國結構測試。
計劃中的迪亞曼蒂大橋AI生成圖像。（鳴謝：Massive Form）
新落成的巴里達芬奇大橋展示了3D打印如何將歷史愿景與可持續創新相結合。該建筑使用WASP大型3D打印機建造，由13個相互鎖砌塊組成，采用由石料廢料和石灰制成的砂漿，賦予大理石和石材加工副產品新的用途。這座橋靈感來自達·芬奇16世紀的設計，依靠3D打印元件的高精度實現其自承形態。該項目不僅將達·芬奇的理念付諸實踐，也展示了數字制造如何減少現代建筑中的環境影響。
圖片來源：WASP
我們以鳳凰3D打印橋梁作結，這座結構由瑞士水泥制造商Holcim設計。該項目與蘇黎世聯邦理工學院、incremental3D和Zaha Hadid Architects合作開發。該橋采用10噸再生材料建造，實現了25%的碳足跡減少?；魻栁髂穭撛炝硕ㄖ朴∷⒛?，這種墨水完全由回收混凝土混合而成。據公司稱，增材制造在保持相同性能水平的同時，材料使用減少了50%。
