Mighty Buildings希望通過熱固性聚合物復合材料3D打印預制房屋來改變現(xiàn)今的建筑行業(yè)。目前，兩座這樣的建筑已經(jīng)建造完成。

雖然品味發(fā)生了變化，材料也有所改進，但今天的大多數(shù)住宅仍然采用幾十年前的建造方式：木制框架，由干墻和表面裝修，現(xiàn)場建造，需要大量的手工勞動?！澳憧梢园岩粋€工人從20世紀的建筑工地扔到今天的裝配廠，他們工作的情況幾乎是一樣的?！盡ighty Buildings的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席可持續(xù)發(fā)展執(zhí)行官薩姆?魯本（Sam Ruben）說，“不同的是，現(xiàn)在使用的是釘子槍而不是錘子，但釘子還是那個釘子?！?/p>

要明確的是：釘子仍然在使用。但是，以傳統(tǒng)方式建造住宅越來越不可取。從建筑商的角度來看，這一過程漫長、復雜、成本高昂，而且產(chǎn)生的廢物必須得到妥善處理。每套新房都受到當?shù)亟ㄖㄒ?guī)和限制、地塊的大小和形狀以及業(yè)主的品味和要求的約束。與此同時，建筑業(yè)正面臨熟練勞動力短缺，難以找到建造新房所需的工人。

考慮到所有這些，Mighty Buildings 最近從隱身模式中脫穎而出，其使命是改變住宅建筑行業(yè)。自 2017 年以來，Mighty Buildings一直在悄悄進行其專有3D打印技術(shù)的研發(fā)，它的房屋不是木頭和釘子，而是由熱固性聚合物復合材料制成，可以完成所需的美學。這些單元不是在現(xiàn)場建造，而是在公司位于加利福尼亞州奧克蘭的工廠中預制并安裝到位。與傳統(tǒng)的新建筑相比，制造過程更快、自動化程度更高且成本更低，而且產(chǎn)生的廢物更少，從而打造出更節(jié)能的住宅。

不帶支架的熱固性 3D 打印

在過去的幾年里，3D 打印建筑新聞不乏，但 Mighty Buildings 采取了與大多數(shù)不同的方法，選擇預制與現(xiàn)場建筑和聚合物復合材料，而不是混凝土或更傳統(tǒng)的建筑材料。該技術(shù)也不是假設的。在隱身模式下，這家初創(chuàng)公司與保險商實驗室 (UL) 合作，通過這種方式實際建造房屋的監(jiān)管后勤工作。該公司是第一個獲得 UL 3401 認證的公司，UL 3401 是 3D 打印建筑結(jié)構(gòu)的新標準。任何部分或完全 3D 打印的房屋仍需要獲得當?shù)胤ㄒ?guī)機構(gòu)的批準，但 UL 3401 評估提供了確定 3D 打印結(jié)構(gòu)是否符合給定建筑規(guī)范所需的數(shù)據(jù)。

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，這些都是專有的。它的預制房屋由一種名為 Light Stone 的熱固性復合材料建造，并配有專門設計用于應用它的大型 3D 打印機。與大多數(shù)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后不能重新熔化；當它固化時，它的材料特性從根本上改變。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制固化過程的兩個紫外線燈來應對這一挑戰(zhàn)。

“當材料被擠出時，它會受到紫外線照射，部分固化，使其能夠支撐自己的重量?！濒敱菊f， “這意味著我們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，它不會固化得如此之快，以至于我們無法在各層之間獲得完全的凝聚力。它仍然與下一層完全結(jié)合，這意味著我們得到了一個完整的整體結(jié)構(gòu)?！?/p>

迄今為止，Mighty Building 生產(chǎn)的住宅單元是單層混合體——應用于鋼框架的 3D 打印面板——但這將隨著下一次材料迭代而改變。該公司目前正在開發(fā)一種玻璃纖維增強的熱固性聚合物復合材料，它的強度與鋼一樣強，無需鋼框架即可打印多層建筑。材料將獲得 UL 認證，適用于室內(nèi)和室外使用，并且可以采用一系列紋理和涂層，從而限制了每棟建筑所需的材料種類。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涂層。

Ruben說：“我們可以用大約95%的勞動力建造建筑，我們真正把人力集中在對他們來說有意義的5%上，包括裝飾、細節(jié)工作和電氣工作?！?。展望未來，“我們希望創(chuàng)造一個全新的建筑工人階層，在比傳統(tǒng)建筑更安全的環(huán)境中使用尖端技術(shù)。這將更容易，每臺設備的工作量更少，但由于吞吐量增加，總體工作量會更大?！?br/>
可持續(xù)住房、分布式制造

Mighty Buildings 工藝將增材制造為傳統(tǒng)制造帶來的相同好處應用于房屋建筑——該工藝是數(shù)字化的、高度自動化且?guī)缀醪划a(chǎn)生浪費的過程。裝配式房屋的安裝對周圍環(huán)境的影響也較小。Mighty Buildings 只需要在房屋交付到現(xiàn)場完成之前澆筑混凝土地基，而不是在數(shù)周的建筑工地上清理一個完整的建筑工地。

Mighty Buildings 表示，其 3D 打印的預制房屋的成本比傳統(tǒng)的現(xiàn)場施工成本低 45%，比傳統(tǒng)的預制房屋的成本低 20% 到 30%，而且尺寸和質(zhì)量相當。輕質(zhì)石材材料和填充絕緣的格子墻設計使建筑的絕緣性是混凝土的四倍，從而減少了建筑生命周期中的能源消耗。

到目前為止，Mighty Buildings 已經(jīng)在加利福尼亞完成了兩座預制建筑作為附屬住宅單元 (ADU)，并且在奧克蘭的設施中還有大約 15 座正在進行中。目前，它專注于以預設配置提供這些建筑物，并以交鑰匙包直接向消費者銷售，但這不是最終目標。最終，該公司希望成為建筑商和開發(fā)商的供應商，并在全球建立多個小型生產(chǎn)設施。
從加利福尼亞開始——該州嚴格的建筑規(guī)范、材料法規(guī)和抗震要求——將簡化向其他州和最終其他國家的推廣。該公司還致力于開發(fā)軟件，使其能夠接受第三方定制的生產(chǎn)設計，擴大可能的平面圖和美學的多樣性。