導讀：2021年8月初，英國即將建成的高速2號（HS2）鐵路網倫(lun) 敦終點站的承包商透露，他們(men) 打算從(cong) 明年開始在施工中使用3D打印技術建鐵路運輸網。詳見下文。

2021年8月初，英國即將建成的高速2號（HS2）鐵路網倫(lun) 敦終點站的承包商透露，他們(men) 打算從(cong) 明年開始在施工中使用3D打印。在此項目中建築商是通過使用一種被稱為(wei) "Printfrastructure"的技術，實現在現場建造混凝土板，而不是像傳(chuan) 統模式那樣先把材料運到那裏才開始建造。

這種技術在避免了線路受限問題的同時，實現了持續的隧道建設。該試驗將於(yu) 2022年開始，我們(men) 還將看到在某些地區使用石墨烯填充的混凝土而不是鋼筋，有可能使線路的建設比以前更快速和可持續。

承包SCS JV工程的工程經理AndrewDuck說："Printfrastructure的鋼筋混凝土3D打印所實現的自動化創造了一個(ge) 類似工廠的環境，提供了高質量的產(chan) 品。重要的是，我們(men) 要給Printfrastructure這樣的技術以蓬勃發展的機會(hui) ，因為(wei) 它為(wei) 行業(ye) 提供了一步步改變的可能性。這種新型環保的3D打印建造方式既提高了材料的使用效率，又減少了我們(men) 的碳排放。"

HS2車站的列車的概念圖片

在過去的20年裏，英國的鐵路旅 行增加了一倍多，盡管投入了超過740億(yi) 英鎊用於(yu) 改善鐵路網絡，但鐵路網一直無法跟上需求。 雖然有可能通過進一步的升級來解決(jue) 過度擁擠的問題，但據估計，這將導致在未來15年內(nei) 有2700個(ge) 周末關(guan) 閉， 對全國各地的旅行造成重大影響。

為(wei) 了避免這種情況，英國交通部在2009年成立了一家名為(wei) HS2的公司，其目的是建立一條日運量為(wei) 30萬(wan) 的線路，連接倫(lun) 敦和曼徹斯特、利茲(zi) 等北部城市。然而，自啟動以來，該項目一直被批評為(wei) 造成破壞，沒有達到最初的範圍，而且預算不斷增加，據說已經超過了440億(yi) 英鎊。

更糟糕的是，受COVID-19疫情的影響已經推遲了許多HS2站點的施工，據說也導致該項目耗費了17億(yi) 英鎊的應急預算，並需要在未來提供更多資金。鑒於(yu) HS2的失誤，HS2公司決(jue) 定采用3D打印技術，現在可以被視為(wei) 試圖讓項目回到正軌，特別是考慮到該技術的速度和自動化潛力。

混凝土3D打印技術正在運行中

SCS JV是Skanska、Costain和STRABAG的合資公司，負責建設HS2的倫(lun) 敦隧道，現在已經轉向ChangeMaker 3D及其技術來優(you) 化這一過程。被稱為(wei) "Printfrastructure"的新型建造技術是HS2公司的專(zhuan) 有工藝，它涉及使用計算機控製的機器人安裝的3D打印機，以精確地創建複雜的混凝土結構的規格。

人們(men) 普遍認為(wei) ，一旦在HS2的倫(lun) 敦終點站現場完成部署，這些機器人將能夠進入其他工藝受物理限製而不能作業(ye) 的區域，減少了對複雜和昂貴的物流計劃的需求。ChangeMaker 3D程序的自動化性質也使其有可能減少任何建築引起的旅行中斷，因為(wei) 通常必須暫停服務以保證工人安全。

此外，作為(wei) 一個(ge) 額外的好處，承包商預計該技術將能夠創建內(nei) 部網狀結構，這不僅(jin) 起到加固作用，而且使用更少的材料。考慮到這一點，承包商們(men) 還與(yu) Versarien合作，將石墨烯整合到3D打印混凝土中，可能使他們(men) 能夠減少整個(ge) 項目的碳排放。

最終，SCS JV認為(wei) ，部署ChangeMaker3D的技術可以使隧道的混凝土和碳排放量減少高達50%。更重要的是，該公司認為(wei) 由於(yu) 從(cong) 建造流程中移除了鋼材並減少對耗油卡車的依賴，采用3D打印技術可以幫助其整個(ge) 運營更加生態友好。

HS2的創新經理Rob Cairns說："SCS JV和ChangeMaker 3D正在合作的項目是HS2實現的那種意義(yi) 深遠的創新的一個(ge) 絕妙證明。"隨著一個(ge) 跨越十年和全國的建設計劃，該項目正在創造一個(ge) 理想的環境，以開發有可能改變主要基礎設施建設方式的技術。"

無支撐的 "Striatus"

與(yu) 傳(chuan) 統的建築技術相比，3D打印技術可以釋放出更大的幾何定製能力，使結構具有 強大的功能，同時使用更少的材料來實現。 僅(jin) 在上個(ge) 月，就有幾個(ge) 項目將這一想法付諸實踐，包括蘇黎世聯邦理工學院Block研究小組的工程師們(men) 所架設的無支撐3D打印橋梁。

同時，澳大利亞(ya) UTS建築學院的研究人員與(yu) 設計公司BVN建築公司合作，開發了一種環保的機器人3D打印空調裝置。“珊瑚礁2.0”係統由可回收的塑料製成，由相互連接的過濾管組成，可以幫助減少現有設備中的碳用量達90%。

來自荷蘭(lan) 的建築公司Aectual采取了一種類似的可持續發展的方法，成功地將海灘上的垃圾變成了獨特的3D打印 "貽貝 "植物支架。這些植物支架由100%的回收塑料製成，現在作為(wei) 限量版在Sabato的網站上出售，其目的是將"自然的海灘感覺"帶入人們(men) 的家中。