3D 列印新境界！世界最大 3D 列印混凝土橋樑落成

全世界最大的 3D 列印混凝土人行橋，在清華大學建築學院徐衛國教授、中南置地數位建築研究中心（JCDA）、上海智慧灣投資管理公司所組成的團隊設計、興建下，日前於上海寶山區工業創意設計園區落成。


整座橋全長 26.3 公尺、寬 3.6 公尺，採用全世界最古老的大跨度單孔敞肩坦弧石拱橋--趙州橋的橋樑結構，設計團隊在實際把橋列印出來之前，先以 1:4 的比例建構出實體模型，進行結構破壞測試，確保橋樑的符合人行橋最大負載要求，才使用由徐衛國教授團隊獨立開發的 3D 列印混凝土系統，進行列印。這個系統結合了數位建築設計、列印路徑生成、操作控制系統、最新列印工具組成，總共耗時 450 個小時、動用兩隻機械手臂才完成。



這個列印系統在三個方面的創新性，具有領先國際的地位。首先，機械手臂列印能夠避免在噴射的過程中發生堵塞，以及在材料堆疊的過程中發生崩塌；第二，列印路徑生成系統和操作系統能夠協調形體設計、材料泵送、機械手臂活動等各個系統，使其同時運作；第三，其獨特的列印材料配方具有合理的材性和穩定性。



人行橋的設計採用 3D 實體建模，橋欄杆的形狀看起來就好像是飄動的緞帶，優雅的座落在上海智慧灣的池塘之上，而橋面則採用瑙珊瑚的紋路，以白色卵石填滿中間的空隙。設計團隊還在橋上安裝即時監控系統，包括振弦式壓力感應器、高精度應變監控系統，能夠隨時收集橋樑的受力和變形狀態的數據，對於後續追蹤新混凝土材料的表現，以及列印成品的結構力學性能，非常有幫助。



如果沒有經過這麼仔細的介紹，一般人很難想像這座看似普通的石橋，後面會需要這麼多的精密設計和工程運算，而這樣的工程創新，如果發展成熟，應該可以好好大展身手，帶給大家更多建築工程上的突破才是。