苏黎世联邦理工学院的研究人员在DFAB House实现了一块80平方米的轻质混凝土板，使其成为世界上第一个使用3D砂印技术进行模板的全面建筑项目。

去年瑞士苏黎世联邦理工大学的一个团队开始了一个名为DFAB House的三层住宅项目。与仅使用单一数字建筑技术的建筑项目（如3D打印房屋）不同，DFAB House将成为世界上第一个使用主要数字流程设计，规划和建造的房屋。

DFAB HOUSE的建设正在迅速推进。现在，该团队已完成所谓的Smart Slab，这是一块跨越80平方米的轻型混凝土板，位于DFAB House。该板坯最薄处厚度仅为20毫米，结合了混凝土的结构强度和3D打印的设计自由度。对于Smart Slab项目，研究人员并没有使用3D打印生产建筑构件，而是使用模板 - 即模具。

智能板的结构原理是从网状模壁悬臂伸出的后张肋的分层网格。（照片：ETH Zurich / Andrei Jipa）

80平方米，15吨的天花板由11个混凝土部分组成，连接下层和上面的两层木材。使用3D打印代替使用分层混凝土工艺的优点之一是可以使用高性能纤维增强混凝土并且可以以毫米的精度制造结构。

Smart Slab由苏黎世联邦理工学院数字建筑技术助理教授Benjamin Dillenburger研发小组开发。该研究小组开发了一种新的软件来制作模板元素，它能够记录和协调与生产相关的所有参数。除了房间尺寸等基本数据外，研究人员还对弯曲墙进行了扫描，这是对混凝土天花板的主要支撑。该软件允许它们调整板坯的几何形状，使得在每个点处仅施加厚度以支撑力流的结构。

“我们没有画平板; 我们对它进行了编程，“Dillenburger集团的Smart Slab项目负责人兼高级研究员Mania Aghaei Meibodi说。“用模拟规划来协调所有这些方面是不可能的，特别是在这种精确度的情况下。”

天花板采用不同层次的有机装饰结构。主肋带有负载，而较小的花丝肋主要用于美观和声学。照明和喷水灭火系统也集成在楼板结构中。它们的大小和位置与规划软件类似地协调。

复杂的几何特征表达Smart Slab的混凝土表面。（照片：ETH Zurich / Demetris Shammas）

3D工场(http://www.3dworks.cn/)了解到，一些行业合作伙伴参与了Smart Slab的创建。其中一个产生了高分辨率的3D打印砂模板，这些模板被分成托盘大小的部分，以便于打印和运输。另一个合作伙伴通过数控激光切割制造木材模板，该模板在智能板的上部形成形状，并留下空心区域，减少材料和重量，并为电缆创造空间。第三家公司汇集了两种类型的模板，将纤维增强混凝土喷涂到砂模板上，以产生下部混凝土外壳的肋状表面，并将剩余的混凝土浇铸到木模板中。

用于制造模板的3D砂打印机。该打印机的构建体积为8立方米，分辨率为几分之一毫米。（照片：ETH Zurich / Tom Mundy）

3D打印模板零件的后处理。从印刷床上除去未固结的砂粒。（照片：ETH Zurich / Tom Mundy）

一旦混凝土硬化，油基脱模剂便于模板的移除。（照片：ETH Zurich / Andrei Jipa）

玻璃纤维增强混凝土以连续的几层喷涂在3D打印模板上。（照片：ETH Zurich / Andrei Jipa）

模板部件无缝组装并准备用于混凝土浇筑。（照片：ETH Zurich / Andrei Jipa）

花了两个星期硬化混凝土。11个单独的混凝土部分被运往DFAB House。起重机将混凝土构件放置在承重墙上，在那里进行预应力。工人将钢丝纵向和横向拉过混凝土支撑并进入已经插入模板中的通道。张紧电缆会大大增加系统的负载能力。

Smart Slab的最后一个也是最大的部分 - 重量近2.5吨 - 安装在现场。（照片：ETH Zurich / Andrei Jipa）

“在建筑工地上看到我们的元素彼此之间以及DFAB House的现有组件之间的无缝结合是非常壮观的，”Dillenburger说。“我们的部分原因在于与合作伙伴的卓越跨学科合作。我们投入到计划中的细致工作完全得到了回报。“