荷蘭人用意想不到的方法,建造出看起來「很外星」的橋

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 08 日 0:00 | 分類 3D列印 Telegram share ! follow us in feedly


2013 年電影《超人:鋼鐵英雄》的氪星建築充斥不規則、扭曲的設計元素,透出不和諧的怪異美感,與地球常見建築設計形成鮮明對比。

若想現實重現那種風格的建築,並非易事。

而 8 月全球首座 3D 列印鋼製橋在荷蘭阿姆斯特丹正式啟用,正像從電影走出來的建築,詭異又美麗。

電影走出來的橋,本身就很科幻

這座 3D 列印鋼橋於 2015 年立案,最初想法就是用創新規模化 3D 列印機器人列印出金屬橋,於是專注金屬材料 3D 技術的公司 MX3D 開始著手設計。最初原型設計,原本預計用焊接機,以點焊在河岸兩端同時製作,最後在中間接成完整U型橋體,類似植物漸漸生長的感覺。

他們甚至做出小型原型橋,看似簡陋,但足以支撐一個人的重量。但首席結構工程團隊 ARUP(奧雅納)捨棄此方案,換成實心鋼質橋體設計,使用 ABB 集團生產的 3D 列印機械手臂。

這樣橋造型更美觀,橋面底部也有足夠空間安裝各式各樣感測器。

橋全長 12.2 公尺,寬 6.3 公尺,重達 4.5 噸,底部安裝許多感測器,收集受應變、旋轉、負載、位移和振動時各樣數據,能幫助未來建設更大的橋時,建立受力模型,確保結構穩固可靠。

不僅如此,透過這些感測器,更可分析不同時間、節日對人流的影響。但這部分涉及民眾隱私等敏感問題及原定安裝地點,荷蘭阿姆斯特丹市中心的 Oudezijds Achterburgwal 運河正在翻修,這座鋼橋從 2018 年製作完成後遲遲未使用,先後在荷蘭設計週等展出,今年才由船隻運至預定位置。

最後以吊裝架於運河上並固定,且運河旁便是著名的紅燈區。

任何材質 3D 列印都能駕馭

欲善其事,必利其器。 MX3D 建造這座鋼橋之前,已在金屬 3D 列印領域摸索很長時間。MX3D 官網可看到之前作品,自 2014 年誕生,在軟體、重型設備、建築、設計等多領域都有代表作。此次鋼橋正式啟用,更像 MX3D 的招商廣告。

MX3D 得以成功造出這座橋,背後還有眾多功臣:3D 列印機器人出自瑞士 ABB 集團,感測器網路供應商是 Autodesk,數據交由英國圖靈研究所分析,製造過程負責運算是聯想集團硬體設備。

多方共同努力,才讓這座「外星建築」走進現實。 這是 3D 列印技術的巔峰了嗎? 不,未來絕不止於此。

一般人對金屬 3D 列印較陌生,然而在眾多工業領域,這項技術並不少見。

1980 年代 3D 列印技術誕生,那時有另一個名字:快速成型 (Rapid Prototyping)。 顧名思義就是快,適用產品量產前小規模實驗階段,幾乎不產生廢棄物,可最大程度節省原材料。

3D 列印可輕鬆實現天馬行空的設計,只要處理得當,強度都不差,廣泛用於航空、航太領域便是最好佐證。今年 2 月成功登陸火星的 NASA「毅力」號火星車,身上共有 11 個 3D 列印的金屬零件。

▲ PIXL 前蓋便是 3D 列印而成。

不少汽車廠商也選擇金屬 3D 列印技術,製造曲軸、懸架、進氣管甚至整個頂蓬,以此降低車身重量,同時提升關鍵零件的耐腐蝕性和強度。

這次 MX3D 的最新作品,是大眾距離金屬 3D 列印最近的一次,或許之後這項技術會更普及。

風頭已過,腳踏實地

除了金屬製品,其他領域也常用到 3D 列印,如衣鞋、食品、醫療,甚至木製家居,「萬物皆可 3D 列印」的說法漸漸流行。

儘管前景可期,但遠未到「飛入尋常百姓家」階段,從 2017 年開始掀起的 3D 列印人造肉風潮,也誕生各色玩家:以色列 Redefine meat,西班牙 Novameat,俄羅斯 3D Bioprinting Solutions 等。

▲ Redefine meat 的 3D 列印牛排。

然而這些產品都有口感差、成本過高、產量低等問題,找到最終出路之前,植物肉或 3D 列印人造肉都還只是小眾產品。

衣鞋領域也曾嘗過 3D 列印的甜頭。四年前 New Balance、adidas、Under Armour 等知名品牌的 3D 技術交戰甚歡,如今幾乎只剩 adidas 仍在更新 4D 系列鞋款。

▲ adidas 的 4D 中底技術。

這表示 3D 列印技術過氣了嗎? 不用如此悲觀。

電池生產線並未廣泛使用 3D 列印技術,但應付柔性生產和客戶客製小量生產時,3D 列印有很大優勢,更新快、成本低。

休閒產業類的模型玩具界也很適合 3D 列印,兼職做 GK 件(Garage Kit,未塗裝樹脂模件)的朋友就對此稱讚有加。工作流程,第一項便是利用 3D 列印做出原型件,繼而再翻模開始小量生產。3D 列印普及不僅簡化工作難度,也縮減時間、人力成本,讓他維持主業之餘,有精力讓愛好也能賺錢。

從以上例子大概歸納出 3D 列印技術的特點:速度快,成本可控,適合彈性生產。正因如此,大規模生產應用場景並不多。這樣看來,像 MX3D 鋼橋這種大型非量產流程才是這項技術的最好歸宿。

近期可明顯感受到 3D 列印的熱度漸漸褪去,越來越少有媒體報導 3D 列印,然而這座 3D 列印鋼橋出現,讓我們看到此技術在工業領域有更成熟的應用場景,步入冷靜期的新技術慢慢生長,等待下一次起飛。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:MX3D

延伸閱讀: