自 20 世纪 80 年代以来，3D 打印为建筑、工程和日常用品提供了新的发展途径。当涉及到模拟过程的数字化时，对用户来说，熟悉当前的技术创新及其优势是至关重要的。HIVE 项目重塑了粘土建筑的艺术和工艺，通过将传统陶瓷工艺、智能几何学和机器人的精准度相结合，建造出由一百七十五块独特的 3D 打印粘土砖组成的砖墙。
HIVE：一面 3D 打印的砖墙
2021 年，来自加拿大多伦多滑铁卢大学的团队完成了一个办公空间私密墙的建造。这个结构不仅因具有美学上的独特性，而且由先进的 3D 打印机制作而成，该团队称其为“像蜂巢一样，以六边形单元聚集的方式产生了一个高效利用材料的坚固结构。”
这面墙的设计利用粘土砖的开合变化营造出一种独特的氛围。值得注意的是，这种布局在保持私密性的同时允许光线穿过墙壁，既起到分割作用也能尽量保持空间的整体性。
HIVE 项目的发展
加拿大首个 3D 打印砖墙的诞生历经了复杂的发展过程，团队对不同的材料、设计和制造工艺进行了实验，最终达成了目标。根据该团队的说法，该项目的方法旨在“用机器人的精确性来实现传统陶瓷工艺的精神，为这一领域的材料表现和几何复杂性开辟了新的道路。”
由于其目标之一是利用粘土的天然属性——这是一种稳定持久的传统材料——他们制作了各种粘土混合物，以适应新的 3D 打印工艺。在数字和模拟模型的结合中，HIVE 引入了 "数字工艺 "的概念，作为一种新的建造手段。
3D 打印的过程
3D 打印被称为一种增材制造工艺，通过数字文件创造出三维物体。通过切割截面文件的分层方法，打印机创造出不同材料、形状、大小和质量的物体。在滑铁卢大学实验室内，HIVE 团队提出了一种将历史材料的知识和经验与新技术的优势相结合的建造过程。
砖墙的创造过程包括三个主要步骤。首先是对形成墙壁的最优模式进行设计和选择。接下来是手工生产粘土混合物，以获得塑造粘土单元所需的延展性和流动性。最后，由机器人主导，将已经设计好的数字图案，通过切片的粘土层打印出来。
墙：坚固与美观
他们的工作成果是一面为接待空间设计的 2.3 米×5.4 米的 3DP 砌体墙。在研究和测试了不同的模拟方案后，团队通过计算，从几何学的角度对单元进行了设计，以确保墙体的实现。
通过组合由四个六边形组成的三角形砖块，3D 打印机造出的不仅是一面稳定并透光的墙，更是一个具有独特图案、纹理和颜色的艺术品。墙身所呈现的“蜂巢”图案是依靠 3D 打印所具备的设计自由实现的。
新兴技术与建筑
数字时代为创新和挑战提供了一个交互空间。技术的进步将大家所熟知的模拟过程（如砌砖）与数字化相结合。3D 打印及其生产大型产品的能力，为技术和建筑之间提供了一个具有吸引力和经济优势的交叉点。
鸣谢
HIVE 由滑铁卢大学的六人研究小组—Ye Sul E. Cho，Ji Shi，Meghan Taylor，James Clarke-Hicks，Isabel Ochoa 和 David Correa—与安大略省投资管理公司（IMCO）合作设计。该项目由 SDI 室内设计公司委托，安大略省砌筑工程委员会为 3DP 砌体研究提供了技术和资金支持。
译者：许青云
