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3D打印材料之砂巖:全世界最復雜建筑的來源

砂巖是一種沉積巖,主要由砂粒膠結而成,其中砂粒含量大于50%。絕大部分砂巖是由石英或長石組成的,石英和長石是組成地殼最常見的成分。砂巖的顏色和成分有關,可以是任何顏色,最常見的是黃色、紅色、棕色、灰色和白色。

有的砂巖可以抵御風化,但又容易切割,所以經常被用于做建筑材料和鋪路材料。石英砂巖中的顆粒比較均勻堅硬,所以砂巖也經常被用來做磨削工具。

砂巖按其沉積環境可劃分為石英砂巖、長石砂巖和巖屑砂巖三大類。砂層和砂巖構成石油、天然氣和地下水的主要儲集層。

彩色砂巖是一種暖色調的裝飾用材,素雅而溫馨,協調而不失華貴,在眾多的石材中獨具一格,被人稱為“麗石”。它是一種無光污、無輻射的優質天然石材,對人體無放射性傷害,具有隔音、吸潮、抗破損、戶外不風化、不長青苔、易清理等特點。這些優點使得砂巖成為廣泛使用的建筑用石材。幾百年前用砂巖裝飾而成的建筑至今風韻猶存,如巴黎圣母院、羅浮宮、英倫皇宮、美國國會、哈佛大學。

近幾年,砂巖作為一種天然建筑材料,被追隨時尚和自然的建筑設計師推崇,廣泛應用在商業和家庭裝潢上。
彩色砂巖用于建筑材料的時候,傳統工藝會因為切割而產生很多廢棄物,比如顆粒很細的彩色砂巖粉末。如果將彩色砂巖粉末都于3D打印技術,將會是一個節約資源而又環保的選擇。
i.materialise公司推出的3D打印彩色砂巖材料在表面增加了一層UV樹脂的涂層,使得打印出來的物體更加明亮,有一種大理石質感。這種極具光澤的表面可以增強色彩的表現力,對于深色調的效果尤為明顯。3D打印彩色砂巖多用于展示人像、卡通人物玩偶、建筑模型及其他室內展示等,使用技術多為3DP(黏合物噴射)技術,將粘黏劑混合注入打印材料粉末中進行凝固成型。
但是,彩色砂巖作為3D打印材料雖然色彩感強,但材質較脆,不利于長期保存。

利用砂巖材料打印的玩偶


砂巖材料打印的模型


砂巖材料打印的飛機模型


建筑編程師邁克爾·漢斯梅爾在過去五年中一直在探索用算法來打造繁復的建筑結構。2013年,他們利用砂巖3D打印機制成了一個作品Digital Grotesque I,又在2017年5月公布了名為DigitalGrotesque II的大型建筑項目,它擁有13億個獨立表面,同樣是采用砂巖3D打印機制造而成。這件作品重達7公噸,看上去就像是一個人造洞穴,及其復雜,以至于普通的電腦根本無法在設計過程中對其進行模擬可視化。

Digital Grotesque II


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