对于一些人而言，自然界的完美无瑕恰似神力留下的印记，这是理性所无法全然阐释的奥秘。自然结构和生物体是经过数百万年适应和进化的结果，其运作效率之高，让人不得不赞叹。每一种形态似乎都有其确切的目的，功能性与美感和谐共存，展现出非凡的创造力。从树叶到最小的生物体，自然遵循着无可挑剔的经济性和精确性逻辑，不产生任何浪费。这证明了简洁往往是精致的最高表现形式。例如，树木在生长过程中，力求最大限度地增强强度和稳定性，同时最大限度地减少资源的使用。这种结构效率是通过将纤维沿着最大张力路径排列，以及塑造树干和树枝以最优方式分配负载来实现的。这证明了自然是一位技艺高超的工程师。
长期以来，人们一直试图理解和从这些自然结构中汲取灵感，这在建筑学中尤为常见。例如，19世纪末的新艺术运动将自然元素转化为流畅、装饰性的形态，这在安东尼·高迪的作品中可见一斑，他融入了有机线条和结构，让人联想到植物和骨骼。生物形态设计的先驱弗雷·奥托超越了美学的范畴，复制了自然结构原则，如睡莲亭的轻质高效张拉结构，其灵感来源于叶子的结构。
当代的一个例子来自Strong by Form公司，该公司开发了创新的Woodflow技术，该技术受到树木和其他自然系统中结构优化的启发。Woodflow将自然界中的效率和强度原则转化为高性能解决方案。在建筑和汽车行业的应用中，它将可持续性与创新相结合，提供了轻质、耐用且环保的替代品，重新定义了设计和工程标准。Strong by Form公司的首席执行官安德烈斯·米特尼克分享道：“自然惊人的效率启发了我们，让我们模仿树木以最少材料使用创造韧性的能力。”
当你观察一棵树时，你很少能看到一条直线；相反，你看到的是大自然设计出的形状，这些形状能够有效地抵抗风力和重力等力量。树木通过使纤维沿着结构路径排列并引入能够分散负载的曲线来实现这一点，从而以最少的材料创造出韧性。
为了捕捉这种自然的韧性，该公司开发了“3D木材”——一种层状木材复合材料，它模仿每一层中应力的流动，使纤维排列以加强结构路径。“通过将形状优化与纤维结构相结合，我们创造了一种在结构上与树木非常相似的材料，它能够有效地分散负载，同时保持轻量，”安德烈斯说。这种仿生工程方法促成了Woodflow技术的诞生，该技术能够生产出性能可与钢铁和混凝土媲美的木基部件。
先进制造业与可持续性相遇
该技术融合了数字优化、先进制造和材料科学，彻底革新了结构设计。它利用复杂的算法模拟负载路径和应力条件，以优化材料分布，生成具有卓越强度重量比的仿生几何结构。该系统利用如生物复合材料和天然纤维等各向异性材料，将其性能与结构应力流对齐，以提高性能，同时最大限度地减少浪费。
包括3D打印和自动化制造在内的精密制造方法将这些优化设计转化为现实，与传统方法相比，材料使用量可减少高达75%。其结果是形成了一种可持续、可扩展的建筑系统，该系统结合了结构效率、美学多功能性和显著的隐含碳减排。该工艺专为工业化规模生产而设计，无缝衔接设计与制造，每年可生产数百万平方米的建筑材料。
自动化在我们的工艺中占据核心地位，它使我们能够绕过许多新材料因无法实现工业化规模生产而受阻的缓慢、手工流程。
从基础设施到汽车创新的应用
Woodflow技术的适应性使其适用于多种应用场景，能够充分发挥其轻质和高强度的优势。三大重点应用领域包括：
Woodflow-Skin外墙覆层：这是一种用于室内和建筑立面的覆层解决方案，使建筑师能够创造出复杂、自由形态的木质自然美学设计。与传统材料如玻璃纤维、聚合物和金属相比，它提供了一种可持续的替代方案，同时不牺牲美学或性能。最近在CMPC公司大厅翻新项目中使用的这一视觉引人注目且环保的解决方案，符合环保目标。
Woodflow-Core结构组件：该组件的强度重量比能够支撑高达10米的跨度，非常适合大型建筑。用Woodflow-Core替代传统混凝土板具有巨大的潜力来减少二氧化碳排放——如果全球范围内推广，每年估计可减少0.3至0.5亿吨。团队指出，“用Woodflow-Core替换3000万平方米的混凝土，可防止大量二氧化碳排放。”
Woodflow Motion汽车应用：该技术旨在替代金属和塑料，有望彻底改变汽车制造业。Woodflow Motion比铝更轻且更可持续，在宝马汽车正在进行的测试中已显示出有前景的结果。初步结果表明，Woodflow的高强度重量比符合严格的汽车标准，同时与铝相比可减少50%的排放，标志着可持续汽车制造领域取得了突破。
推动行业变革的催化剂
据安德烈斯介绍，Woodflow的未来在于其可扩展性、适应性和多样化的应用潜力。Strong by Form公司正在完善其制造工艺，以使该技术成为一种可行的、可大规模替代传统材料的选择。一项重大突破是成功复制了冲压金属部件，使得Woodflow部件能够与传统部件互换使用，而无需进行大量的重新设计。
对于历来保守的建筑行业而言，Woodflow证明了创新与可持续性可以并存。作为一种生物基、轻质且可重复使用的材料，它与建筑行业更广泛的可持续发展趋势相契合。其关键创新之一是在预制件制造方面的作用，通过在受控环境中进行施工，减少浪费，提高资源利用效率，从而提高生产力。Woodflow-Core就是一个典型例子，它在保持性能的同时，减轻了结构部件的重量，并减少了对梁、柱和基础的需求。
除了功能优势外，Woodflow还具有固碳能力，能够无缝融入可持续设计理念，并激发设计师和建造者做出更环保的选择。采用这种方法，它不仅仅是一种替代材料，更是推动行业变革的催化剂，设定了新的效率和可持续性标准。
