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“人类世” 时代的新设计

作者:钟和晏

2018-11-21·阅读时长12分钟

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3D打印钢桥是荷兰设计师乔里斯·拉曼与阿姆斯特丹MX3D公司的合作成果


图片版权  (c)DDW

虽然拥有“世界上第一座3D打印钢桥”这样的炫目定义,至少从表面看去,展示在2018年荷兰设计周上的这座人行桥显得远不是那么高科技。一大块弧形桥面钢板连接起两截带镂空洞孔和凹凸线条的立体护栏,被搁置在白色水泥底座上,四周是略显凌乱的红砖厂房和一些临时搭建的白色展厅。

如果对它的背景故事缺乏了解,这一庞大钢块很像是某个工程设施的不完整片段,有些笨拙,工艺也不够精美。其实它是完全由六轴机器人制作的,没有任何的人手参与其中。被编程的机械臂控制着大型焊接机,从钢水中层层“拉出”12米长、6米宽的桥梁,这也是荷兰设计师乔里斯·拉曼(Joris Laarman)与阿姆斯特丹的MX3D——一家开发突破性机器人3D打印制造技术的初创公司——的合作成果。

过去10年中,3D打印已经频繁地被设计师、工程师等用来制造一次性的机械产品以及模型,但是对于那些想要打印中型到大型物件的需求而言,这一技术仍然存在着很大的局限性。而MX3D开发的六轴机器人能够沿着六个不同的运动平面旋转它们的机械臂,在打印时来回移动,通过分层沉积少量钢来逐渐生成更大的结构。


设计工作室OSΔOS用阳极氧化铝和玻璃制作的“隧道”长凳


“与传统的3D打印机不同,我们的技术基于在盒子外打印的原则。所以从理论上说,可以不受尺寸的限制。”MX3D的联合创始人蒂姆·古特詹斯(Tim Geurtjens)这样解释说,“这项技术的基础其实很简单,我们使用通常用于汽车行业装配线的工业机器人,将它与焊接机以及我们自己开发的软件结合在一起。”

所以,技术的关键在于软件开发。机器人通常会一遍遍地重复同样的动作,只有借助智能软件,才能完成更复杂的动作。六轴机器人的打印方式不像喷射,而是更接近焊接,用多个轴承和臂杆进行多角度的摆动。

不同于普通的3D打印材料,钢桥使用的是代尔夫特大学研制的新型复合钢材,既可以像普通材料那样被3D打印机层层涂抹,强度又能达到建材级别。预计2019年中期,阿姆斯特丹运河改造工程完成之后,这座3D打印钢桥将被安装在德瓦伦红灯区的运河上。

乔里斯·拉曼与MX3D决定打印一座钢桥的计划始于2015年,他回忆说:“我们当时在想,什么类型的3D打印建筑可以展示我们的技术实力,还能造福于公众?于是我们想到这是荷兰,还有什么比在古老的城市运河上打印一座桥更激动人心呢?”


《转变》是使用Baars & Bloemhoff材料的系列展览,定期在荷兰设计周举行


MX3D起初计划在运河边现场打印这座人行桥,考虑到健康、安全等问题不得不放弃,改到一间被废弃的造船机库内进行。钢桥的设计方案也经历了几次迭代,最初的设计是一个轻型树状结构,建立在四个主要的承载底座上。然而,如果这些底座中的某一个被潜在的船只撞击,结构可能就会失败。

为了增加科技含量,MX3D还与英国阿兰·图灵研究所的数学家合作,在桥上创建了一个智能传感器网络,主要用于记录桥梁性能,收集张力、旋转、载荷、位移和振动等数据,显示过桥人数、过桥速度、结构完整性等信息。这些数据有助于对钢桥的性能和安全性进行评估,反馈给未来的3D打印金属桥设计。

作为一种更具适应性的生产方式,蒂姆·古特詹斯认为,未来建筑行业会越来越多地使用机器人和3D打印技术:“对我们而言,这座桥是非常重要的学习过程,我们正在测试技术的各个方面,以便未来可以进入更多的方向。最终我们会产生一个庞大的算法和脚本库,可以用一台机器打印出数百万种不同类型的物体,目前仅仅是开始。”


Studio RENS的作品《工作玻璃》是对几何形状彩色有机玻璃的实验


今年10月20日至28日,第17届荷兰设计周(DDW)在埃因霍温举行。作为北欧最大的设计活动之一,499场以设计为中心的展览和活动遍布城市中改建的仓库、工厂、城镇周围的工作室等120个地点,总共吸引了荷兰国内外超过33万名观众。

荷兰设计周于1998年首次推出,一直被认为是设计领域中最具实验性的节日之一。与其他设计展不同,它以新兴设计师的各种项目为特色,着重于实验、创新和反思。正如今年设计周的三位大使之一拉维·奈铎(Ravi Naidoo)所说:“这一活动不太关注大多数设计周的传统交易会模式,而是一个对未来的设计轨迹提供洞察力的平台。”

去年荷兰设计周上,“坏世界中的好设计”作为重点项目之一,探讨了设计如何为恐怖主义、环境污染和气候变化等全球问题提供一些解决方案。延续这一主题,今年的设计周尤其着重传播设计师可以改善世界的乐观精神,呼吁设计行业更加关注制造的影响。埃因霍温这座荷兰南部城市拥有世界上最著名的设计学院之一,每年,埃因霍温设计学院的学生毕业展也是活动的亮点。

设计师埃里克·克拉伦贝克(Eric Klarenbeek)和玛杰·德罗斯(Maartje Dros)都是埃因霍温设计学院的毕业生,他们与Atelier Luma合作的“藻类实验室”项目获得了今年的“新材料大奖”。团队开发了一种由水生植物藻类制作的生物塑料,把它干燥并加工成可以应用于3D打印的材料。

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