(不是)只是另一堵墙的印刷品

3D打印与建筑的结合已不再是一件新鲜事。增材制造为建筑师提供的优势也广为人知。复杂的几何形状可以更容易实现，成本可以节省，功能可以直接集成到设计和施工计划中。

然而，这种功能的整合还可以走得更远。由两位瑞典创新建筑师大卫-安德林和安娜-戈德亚领导的隆德大学的项目–Meristem墙，在不影响美学的情况下将功能提升到一个新的水平。

Meristem墙--向3D打印建筑致敬

当科学、创新和创意相遇时，三驾马车被释放出来，在已知和测试之外寻求功能整合的潜力。Meristem墙，建筑师Ana Goidea和David Andreen的项目，正是体现了这种三驾马车，并作为3D打印建筑的前瞻性虚拟性的象征。

对增材制造的长期迷恋是促使大卫和安娜创造出全新的、前所未有的东西的动力之一。一个整体的建筑，不仅包括功能性部件，如电线和水流的管道，而且还有一个优化的表面，作为城市野生动物的栖息地，以及一个高度复杂的通风网络，允许墙体在受控的情况下 “呼吸”。一个如此复杂和如此创新的项目完全适合增材制造。

虽然3D打印建筑是当今的一个热门话题，但几乎所有的商业应用都集中在效率、速度和降低成本上。我们相信，3D打印在建筑业中可以起到革命性的作用，但这需要对 "什么 "以及 "如何 "进行全面的反思。

David Andreen,建筑师

他的合作伙伴Ana Goidea补充说。”利用3D打印等技术创造复杂而独特的形式和几何形状的能力，为美学、高效和令人难以置信的功能性建筑开辟了一个全新的领域。而这正是我们想通过Meristem墙展示的东西。”

流行。复杂、独特、实用

将今天的建筑与20年前的建筑相比较，基本上是一样的，就像将20年前的手机与今天的智能手机相比较。两者都是在一个完全不同的联盟中进行比赛。

“3D打印给建筑业带来了两个明显的优势：创建形式上高度复杂的部件的能力，以及生产的每个部件都可以是独一无二的。安娜解释说：”通过储存热量和湿度、通过对流驱动气流以及类似的机制，创造被动地利用当地微气候的建筑围护结构成为可能。

通过结合这两个优势，今天的建筑师有可能真正跳出盒子思考。Meristem展示了创造结构的可能性，它不仅支持房屋的建造，而且还影响房屋内部和周围的气候，而不是字面上的建造一堵墙。

总而言之，Meristem墙包含了以下功能。

对自重的结构性支持（可扩展以承载额外的负荷）
使用工业标准设备的综合电力和照明设备
使用工业标准设备的集成水管（PEX管）。
窗户
分布式通风系统，控制蓄热和内部湿度水平。用于控制的嵌入式执行器和传感器，没有移动部件。
雨水径流
一个外墙区，作为多样化的野生动物栖息地。
空气过滤
内部织物表面

创作过程

安娜和大卫已经在这个项目上工作了两年多。在数字方面，这面墙是在隆德的bioDigital matter实验室创建的，它是基于Ana和David开发的一系列复杂算法和设计过程。

许多建筑探索往往只依赖一种算法，最终这些项目被限制在这种算法的逻辑中，限制了复杂性和功能性的可能性。大卫和安娜努力寻求一种方法，使墙在功能、表达和现有的建筑行业中遵循自己的逻辑，从一个确定的起点开始。为了做到这一点，他们需要大量的算法，相互连接并传递信息。在现代建模软件和两位建筑师的定制编程的帮助下，Meristem墙开始塑造并挑战硬件和软件的极限。但最终，CAD数据已准备好用于3D打印。

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这里等待着下一个挑战。这面墙的最大尺寸为1.25 x 2.1 x 0.7米，对于大多数现有的增材制造系统来说都太大了。最后，voxeljet公司的VX4000被指定为创建墙体的正确3D打印机，其建筑包络线为4 x 2 x 1米。

“我们面临的主要挑战是精细的内部结构和管道的高度复杂性。由于我们是在沙床上打印，这意味着在打印过程结束后，我们必须从粘合的结构中清除所有未打印的沙子。因此，当我们打印带有空腔的结构时，这意味着它们总是充满了未打印的沙子”，voxeljet的产品经理Tobias Gruen解释说。”为了缓解这种拆包和整理过程，我们打印了21个独立的零件，这使得零件的整理和处理变得更加容易。David和Ana在合适的交叉点上对数据进行了切片，这样部件就可以在以后进行组装了。对我们来说，这是一个很好的实验，探索我们可以打印和处理多薄的丝状结构。通过这个项目，我们真正测试了我们技术的复杂性的界限”。

由于voxeljet粘结剂喷射技术最初是为金属铸造而开发的，所以打印出来的零件并不是为最终使用的应用而设计。而且，由于Meristem墙将在几周后在威尼斯双年展上展出，它们需要更强大、更耐用。

Sandhelden，一家位于奥格斯堡附近的公司，正是专门从事这一工作。转移适合并准备用于最终用途的3D沙打印部件，如设计元素、建筑部件、室内建筑、卫生用品或艺术。

我以前从未见过这样的项目，所以对我们来说，这确实是学习和测试极限的过程。我们对3D打印部件的个别后期处理非常专业。例如，我们创造了很多人道主义设计产品、雕塑或模具。但是，Meristem墙对我们来说是一个完全不同的挑战，在尺寸和应用方面是全新的东西。

Laurens Faure, CEOSandhelden

为了加强部件的稳定性和抗拉强度，Sandhelden用环氧树脂对部件进行了深度浸润。由于壁厚只有0.5毫米，这些部件非常敏感，容易断裂。渗透使部件具有更高的强度，以避免在运输到威尼斯的过程中出现断裂，并在展示时保持长期稳定。

“我们花了大约3天时间用环氧树脂完全覆盖墙壁，但最后，我们可以说对最终结果非常满意。特别是3D混凝土打印目前是建筑业和一般建筑的一个非常大的话题。虽然相当经典的外墙是这种技术的理想选择，但一旦出现稍微复杂的几何形状或细节，混凝土打印就不再是一个好的匹配。这正是我们看到粘合剂喷射技术的优势所在。大型部件可以以非常高的精度和准确性进行打印，即使是非常细小的细节。这种精度显然足以满足市场的需求。因此，粘合剂喷射技术特别适用于所有的元素，这些元素要么不能用经典的制造工艺生产，要么只能用大量的工作和成本来实现。”

我们该何去何从？

一旦这些部件被打印、渗透和包装，它们就会被送到威尼斯，在2021年威尼斯建筑双年展上展出。在那里，安娜和大卫将单个元素组装成一个连接的墙。它的长度为1.25米，高度为2.1米，将在那里展出到11月21日。

“这个项目的雄心是要证明今天可以用这些技术制作一个建筑围护结构，而且由此产生的结构可以比传统的墙体有显著的附加值。” David总结道。”3D打印可以为建筑业指明一条道路，为3D打印建筑创造重要的市场机会，这些建筑具有丰富的表现力和功能，并具有生态可持续性。”

Meristem墙是独一无二的。这是肯定的。它的设计方式是独特的，它的制造和后期处理方式是独特的，它的所有功能和能力也是独特的。它是一切，而不是 “仅仅是另一个墙的打印”。这也是为什么大卫和安娜将继续探索生成设计和增材制造在建筑领域的前沿，甚至可能将Meristem墙从一个独特的作品发展成一个产品。

David Andreen是生物数字物质实验室的负责人，该实验室是隆德大学建筑系的一个研究室和分支。他从事建筑和环境工程已经超过16年，并在隆德大学担任教学职务。

Ana Goidea在加拿大多伦多的瑞尔森大学开始了她的建筑学习，然后在2011年转到米兰的大学。她在哥本哈根的丹麦皇家美术学院完成了她的建筑硕士学位。自2019年起，她作为博士生在David Andreen团队的生物数字物质实验室工作。

关于bioDigital matter实验室
bioDigital matter是一个研究实验室，探索生物学、设计和计算相互交织的现实情况。他们是寻求一个完全不同的未来的建筑师，在那里，自组织和涌现的原则通过控制论、有机物质性和适应性来塑造我们的建筑环境：建筑的互动系统生成。

关于Sandhelden
Sandhelden是一家德国制造商，生产由沙子制成的浴室产品。此外，该公司还为国际设计师和艺术家生产高质量的设计物品和艺术品，以及为建筑公司生产技术部件。整个产品系列都是在德国制造的。质量符合最高标准。通过专门开发的基于工业3D打印工艺的制造流程，可以实现传统生产流程中不可行的形状。根据公司的座右铭 “改变观念”，Sandhelden正在通过3D打印和后处理材料，改变人们对天然沙子的看法，使其成为耐用和可持续的物体。