你見過3D打印的圖書屋嗎？上海首個(gè)混凝土3D打印圖書屋正在建設(shè)中。

近日，澎湃新聞?dòng)浾邅?lái)到位于上海市寶山區(qū)蕰川路6號(hào)的智慧灣科創(chuàng)園，探訪這座在建的3D打印圖書屋。從材料測(cè)試、地面基礎(chǔ)、主體打印到電安裝、內(nèi)裝，書屋建造時(shí)間大約為一個(gè)月。

書屋打印后將有30多平米，可容納15人，1月底將對(duì)外開放。

書屋全貌 澎湃新聞?dòng)浾?鄧玲瑋 圖

沒有鋼筋的纖維混凝土抗裂性更好

智慧灣在上海地鐵1號(hào)線沿線呼蘭路站北側(cè)，園區(qū)結(jié)合原有工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)特色，以集裝箱為載體，打造了一個(gè)花園式的辦公空間。穿過集裝箱，記者看到了一個(gè)即將建成的圖書屋。

效果圖 園區(qū)供圖 

園區(qū)透露，這是上海首個(gè)混凝土3D打印圖書屋，建成后，將為讀者提供一個(gè)安靜的讀書氛圍空間，此項(xiàng)目由園區(qū)和清華大學(xué)數(shù)字建筑中心一起設(shè)計(jì)，并在園區(qū)內(nèi)共同建造。

打印機(jī)器 澎湃新聞?dòng)浾?鄧玲瑋 圖

在建期間，清華大學(xué)數(shù)字建筑中心研究助理何雨婷一直駐扎在園區(qū)工作，她指著機(jī)器人告訴記者，打印書屋的機(jī)器前端和一體機(jī)是清華大學(xué)數(shù)字建筑中心自行設(shè)計(jì)的。打印機(jī)器主要由機(jī)械臂、打印前端構(gòu)成，機(jī)械臂前端有打印頭，旁邊放的一體機(jī)主要用于攪拌、泵送混凝土。

書屋用的混凝土結(jié)構(gòu)沒有采用傳統(tǒng)混凝土中常用的鋼筋，而是加入纖維，以增強(qiáng)材料的抗拉抗裂性能，可達(dá)到甚至超過普通混凝土。考慮了抗震設(shè)計(jì)和保溫功能，打印采用的水泥砂漿復(fù)合了保溫材料，起到材料自保溫的效果。

建設(shè)中的混凝土3D打印圖書屋  寶山區(qū)供圖

“設(shè)計(jì)師將程序發(fā)過來(lái)，調(diào)節(jié)完機(jī)器后，我們就開始動(dòng)工打印?！泵钴幷f(shuō)，遇到下雨天，是否動(dòng)工取決于溫度，如果溫度低于零下，混凝土就無(wú)法硬化。
在“智慧書屋”的入口處，放著兩根木柱子抵著吊裝單片墻，何雨婷說(shuō)，正常情況下，這兩根柱子不受力，但一旦墻體出現(xiàn)意外，柱子能夠起到保護(hù)作用。在施工之初，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就在實(shí)驗(yàn)室做過破壞實(shí)驗(yàn)，測(cè)算出建筑能承受的最大破壞力。

“堆疊式打印”打造圖書屋外殼肌理感

設(shè)計(jì)之初，團(tuán)隊(duì)來(lái)到場(chǎng)地，看到一塊整草坪中間有幾棵樹，覺得樹中間很適合做書屋。他們參考了藝術(shù)展上的藝術(shù)品尋找靈感，“像威尼斯雙年展上的一個(gè)建筑師做的展品，它是對(duì)于新材料的嘗試后，產(chǎn)生一種微妙的造型。”何雨婷說(shuō)。
在打印前，清華大學(xué)數(shù)字建筑中心先完成設(shè)計(jì)，有了書屋的模型，中心駐扎在施工地的成員把模型信息通過打印機(jī)器轉(zhuǎn)化成打印路徑信息，再轉(zhuǎn)化成機(jī)械臂可以識(shí)別的代碼。代碼導(dǎo)入機(jī)械臂后，機(jī)械臂就可按照自行設(shè)定好的程序，打印圖書屋。
書店“外殼”有兩種不同的紋理。一種是正常的打印肌理，形成一層一層的紋路；另一種是門口體現(xiàn)凹凸變化的肌理，由設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)，“這些造型全都在電腦內(nèi)設(shè)計(jì)好，并轉(zhuǎn)換成代碼，用機(jī)械臂打印出來(lái)?！?/span>

堆疊細(xì)節(jié) 澎湃新聞?dòng)浾?鄧玲瑋 圖

2020年12月上旬，何雨婷正式進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備設(shè)備，打印至今，已經(jīng)超過兩周時(shí)間。

何雨婷說(shuō)，目前書屋主體部分已基本結(jié)束，書屋上還有一個(gè)小頂蓋，等吊裝完成后，再將主體外部做表面漆處理，不遮擋打印紋理，但會(huì)讓顏色更均勻。
書屋1月中下旬可對(duì)外開放，建成后書屋里會(huì)有一圈矮架，可放圖書在上面，人可以坐在矮凳看書。

在智慧灣，除了混凝土?xí)?，園區(qū)內(nèi)還有不少3D打印產(chǎn)業(yè)。

園區(qū)負(fù)責(zé)人陳劍告訴記者，智慧灣科創(chuàng)園定位于3D打印市場(chǎng)化應(yīng)用，讓普通人都能享受到3D打印技術(shù)對(duì)生活所帶來(lái)的改變。

如中國(guó)3D打印文化博物館，曾是上海第三毛紡織廠下屬全資子公司上海純新羊毛原料有限公司倉(cāng)庫(kù)用地，里面保留了不少貫通一至五樓貫通的送貨大滑道老建筑，將歷史與創(chuàng)新融合。

園區(qū)具備3D打印產(chǎn)業(yè)上下游業(yè)務(wù)，隨處可見打印的設(shè)計(jì)元素，有園林景觀附近的座椅，也有博物館3D打印的兵馬俑。

3D打印元素 澎湃新聞?dòng)浾?鄧玲瑋 圖