“轮廓工艺”其实就是一个超级打印机器人,其外形像一台悬停于建筑物之上的桥式起重机,两边是轨道,而中间的横梁则是“打印头”,横梁可以上下或者前后移动,进行X轴和Y轴的打印工作,然后一层一层地将整栋房子打印出来。
令人称奇的是,“轮廓工艺”的工作速度非常快,在24小时之内就能打印出一栋2层楼高、2500平方英尺(约合232平方米)的房子。“轮廓工艺”3D打印技术目前已经可以使用水泥混凝土作为材料,按照设计图的预先设计,利用3D打印机喷嘴喷出的高密度、高性能混凝土,逐层打印出一道道墙壁和隔间、装饰等,再利用机械手臂完成整座房子的基本架构。全程由计算机程序操控。
据介绍,为了节省建筑材料,“轮廓工艺”机器人打印出来的墙壁是空心的,虽然质量更轻,但它们的强度系数约为10000psi(即每平方英寸能够承受10000磅压力)—远远超过了传统房屋的墙壁,而且节省了20%-25%的资金和25%-30%的材料。而最大的节省还来自人力,通过使用3D打印机,“轮廓工艺”将节省45%到55%的人工,相应地也会使用更少的能源,排放更少的二氧化碳,不仅大大降低了成本,而且大大提高了速度。
该机器人不仅可负责打印外墙,铺地板、水管、电线,甚至连上漆、贴墙纸也一手包办,但它并不能完全取代工人,住宅建筑的许多部分,诸如水电、供热管道、门窗和吊顶等仍需要借助人力手工完成安装。虽然“轮廓工艺”技术还存在一些不足,但是它的诞生意味着在这个领域也会有许多全新工种的诞生。目前,该项目已经获得众多建筑机构和公司的关注。
值得一提的是,“轮廓工艺”技术不仅仅被局限在地球使用,还可以运用于外太空。据联合国估计,2050年全球人口将达到史无前例的96亿人,地球居住空间将更为拥挤,荷兰非营利组织“火星一号”从20万报名者中挑出1058人,参加移民火星训练,预计将挑选出24位移民者,2024年分成6个梯次依序升空到火星居住。而人类未来若要移居其他星球,解决住宅问题可谓首要任务。
霍什内维斯教授称,如果未来人类若要在月球上建造栖息地,九成建材有望取自月球土壤,而其余材料则或需由宇宙飞船从地球运往月球。由于“轮廓工艺”可以更快速、更环保地批量建造出适合人类居住的建筑,可以想见,随着这项前沿技术趋于纯熟,“太空移民”有望过着更舒适的生活。