Mighty Buildings希望通過熱固性聚合物複合材料3D打印預製房屋來改變現今的建築行業(ye) 。目前，兩(liang) 座這樣的建築已經建造完成。

雖然品味發生了變化，材料也有所改進，但今天的大多數住宅仍然采用幾十年前的建造方式：木製框架，由幹牆和表麵裝修，現場建造，需要大量的手工勞動。“你可以把一個(ge) 工人從(cong) 20世紀的建築工地扔到今天的裝配廠，他們(men) 工作的情況幾乎是一樣的。”Mighty Buildings的聯合創始人兼首席可持續發展執行官薩姆•魯本（Sam Ruben）說，“不同的是，現在使用的是釘子槍而不是錘子，但釘子還是那個(ge) 釘子。”

要明確的是：釘子仍然在使用。但是，以傳(chuan) 統方式建造住宅越來越不可取。從(cong) 建築商的角度來看，這一過程漫長、複雜、成本高昂，而且產(chan) 生的廢物必須得到妥善處理。每套新房都受到當地建築法規和限製、地塊的大小和形狀以及業(ye) 主的品味和要求的約束。與(yu) 此同時，建築業(ye) 正麵臨(lin) 熟練勞動力短缺，難以找到建造新房所需的工人。

考慮到所有這些，Mighty Buildings 最近從(cong) 隱身模式中脫穎而出，其使命是改變住宅建築行業(ye) 。自 2017 年以來，Mighty Buildings一直在悄悄進行其專(zhuan) 有3D打印技術的研發，它的房屋不是木頭和釘子，而是由熱固性聚合物複合材料製成，可以完成所需的美學。這些單元不是在現場建造，而是在公司位於(yu) 加利福尼亞(ya) 州奧克蘭(lan) 的工廠中預製並安裝到位。與(yu) 傳(chuan) 統的新建築相比，製造過程更快、自動化程度更高且成本更低，而且產(chan) 生的廢物更少，從(cong) 而打造出更節能的住宅。

不帶支架的熱固性 3D 打印

在過去的幾年裏，3D 打印建築新聞不乏，但 Mighty Buildings 采取了與(yu) 大多數不同的方法，選擇預製與(yu) 現場建築和聚合物複合材料，而不是混凝土或更傳(chuan) 統的建築材料。該技術也不是假設的。在隱身模式下，這家初創公司與(yu) 保險商實驗室 (UL) 合作，通過這種方式實際建造房屋的監管後勤工作。該公司是第一個(ge) 獲得 UL 3401 認證的公司，UL 3401 是 3D 打印建築結構的新標準。任何部分或完全 3D 打印的房屋仍需要獲得當地法規機構的批準，但 UL 3401 評估提供了確定 3D 打印結構是否符合給定建築規範所需的數據。

該標準評估的因素包括使用的材料和 3D 打印設備；在 Mighty Buildings 的案例中，這些都是專(zhuan) 有的。它的預製房屋由一種名為(wei) Light Stone 的熱固性複合材料建造，並配有專(zhuan) 門設計用於(yu) 應用它的大型 3D 打印機。與(yu) 大多數沉積式打印機中使用的熱塑性塑料相比，熱固性聚合物在固化後不能重新熔化；當它固化時，它的材料特性從(cong) 根本上改變。因此，熱固性塑料通常比熱塑性塑料更堅固、更耐熱，但在具有良好層粘附性的情況下打印起來更棘手。 Mighty Buildings 的 Big-G 打印機通過在打印頭上控製固化過程的兩(liang) 個(ge) 紫外線燈來應對這一挑戰。

“當材料被擠出時，它會(hui) 受到紫外線照射，部分固化，使其能夠支撐自己的重量。”魯本說， “這意味著我們(men) 可以進行無支撐跨度、自由形式設計和非常有機的形狀。但真正酷的是，它不會(hui) 固化得如此之快，以至於(yu) 我們(men) 無法在各層之間獲得完全的凝聚力。它仍然與(yu) 下一層完全結合，這意味著我們(men) 得到了一個(ge) 完整的整體(ti) 結構。”

迄今為(wei) 止，Mighty Building 生產(chan) 的住宅單元是單層混合體(ti) ——應用於(yu) 鋼框架的 3D 打印麵板——但這將隨著下一次材料迭代而改變。該公司目前正在開發一種玻璃纖維增強的熱固性聚合物複合材料，它的強度與(yu) 鋼一樣強，無需鋼框架即可打印多層建築。材料將獲得 UL 認證，適用於(yu) 室內(nei) 和室外使用，並且可以采用一係列紋理和塗層，從(cong) 而限製了每棟建築所需的材料種類。精加工本身是自動化的，印刷件通過自動化機器人單元進行銑削和塗層。

Ruben說：“我們(men) 可以用大約95%的勞動力建造建築，我們(men) 真正把人力集中在對他們(men) 來說有意義(yi) 的5%上，包括裝飾、細節工作和電氣工作。”。展望未來，“我們(men) 希望創造一個(ge) 全新的建築工人階層，在比傳(chuan) 統建築更安全的環境中使用尖端技術。這將更容易，每台設備的工作量更少，但由於(yu) 吞吐量增加，總體(ti) 工作量會(hui) 更大。”

可持續住房、分布式製造

Mighty Buildings 工藝將增材製造為(wei) 傳(chuan) 統製造帶來的相同好處應用於(yu) 房屋建築——該工藝是數字化的、高度自動化且幾乎不產(chan) 生浪費的過程。裝配式房屋的安裝對周圍環境的影響也較小。Mighty Buildings 隻需要在房屋交付到現場完成之前澆築混凝土地基，而不是在數周的建築工地上清理一個(ge) 完整的建築工地。

Mighty Buildings 表示，其 3D 打印的預製房屋的成本比傳(chuan) 統的現場施工成本低 45%，比傳(chuan) 統的預製房屋的成本低 20% 到 30%，而且尺寸和質量相當。輕質石材材料和填充絕緣的格子牆設計使建築的絕緣性是混凝土的四倍，從(cong) 而減少了建築生命周期中的能源消耗。

到目前為(wei) 止，Mighty Buildings 已經在加利福尼亞(ya) 完成了兩(liang) 座預製建築作為(wei) 附屬住宅單元 (ADU)，並且在奧克蘭(lan) 的設施中還有大約 15 座正在進行中。目前，它專(zhuan) 注於(yu) 以預設配置提供這些建築物，並以交鑰匙包直接向消費者銷售，但這不是最終目標。最終，該公司希望成為(wei) 建築商和開發商的供應商，並在全球建立多個(ge) 小型生產(chan) 設施。
從(cong) 加利福尼亞(ya) 開始——該州嚴(yan) 格的建築規範、材料法規和抗震要求——將簡化向其他州和最終其他國家的推廣。該公司還致力於(yu) 開發軟件，使其能夠接受第三方定製的生產(chan) 設計，擴大可能的平麵圖和美學的多樣性。