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3D打印生态新纪元:当技术与自然共生的创新案例解析

AM易道

发布时间:昨天 09:38

全球范围内的设计师、工程师、研究人员和艺术家正在运用3D打印技术,将其作为环境修复和生态再生制造的重要工具。增材制造已经超越了传统的原型制造应用,开始为沙漠、森林、河流和珊瑚礁等各类生态系统提供支持生物多样性、重建脆弱生态和加强保护工作的创新解决方案。这些项目展示了数字化设计和本地化定制制造如何以精准且可持续的方式应对生态挑战。

McConnell Dowell公司与Inland Rail及墨尔本大学研究人员合作,在澳大利亚维多利亚州中部开发并安装了18个人造树洞,旨在保护受威胁的鸟类和哺乳动物物种。该项目通过激光扫描天然树洞、采用先进计算机建模技术,并使用3D打印木材和菌丝体等创新材料,提供了比传统巢箱更耐用且更符合生物需求的选择。



扎哈·哈迪德建筑师事务所与D-Shape公司在伦敦世界设计大会上展示了Nereid项目,这是一个旨在帮助恢复海岸生态系统的数字海洋栖息地,特别针对香港北大屿海洋公园。项目通过刺激浮游植物和滤食性软体动物的生长,应对气候变化、城市化和污染导致的生物多样性丧失。使用低排放混凝土和pH中性材料进行3D打印,Nereid复刻了珊瑚礁的天然纹理和孔隙结构,创建了可安装于各种海岸环境的安全仿生结构。



以色列Technion材料拓扑研究实验室开发了TreeSoil项目,采用机械臂3D打印技术制造土壤基庇护所。该庇护所由粘土、沙子、有机纤维和纤维素的混合物制成,旨在保护幼树免受风、阳光和其他可能阻碍其生长的环境因素的影响。打印完成后自然干燥,无需任何粘合剂即可围绕幼树组装,完全可生物降解,并能随时间分解,其养分被土壤重新吸收。



Archireef公司正在使用3D打印的陶土瓦片修复受损珊瑚礁,这些瓦片模拟珊瑚自然附着的表面形态。瓦片具有柔软的曲线特征,为脆弱的幼珊瑚碎片在最初几周提供稳定的附着点。在香港信和集团项目中,团队在受损海床上铺设了数百块这样的瓦片,为珊瑚、鱼类和其他海洋生物回归创造了新的立足点。



艺术家Raphaël Emine与3D打印公司WASP合作,为森林中的昆虫和小型野生动物创建栖息地。Emine从自然界汲取灵感进行结构设计,运用蜂巢结构、蠕虫与蜘蛛网、植物分形和地质矿物形态等自然模式构建微型建筑。成果是一系列包含隧道、廊道、阳台和走廊的建筑奇迹,为生物提供了动态生活环境。



中国设计工作室designRESERVE的"沙漠方舟"项目安装于中国内蒙古腾格里沙漠,由九个3D打印模块组成,采用水泥和沙子的混合材料制造,旨在为当地植树造林工作的志愿者提供居所。组件在异地设施生产以确保打印质量,随后运至沙漠,仅需两天即可完成组装且无需深度挖掘。



KAUST研究人员开发了一种新型3D打印技术以加速珊瑚礁修复。该团队创建了模仿天然珊瑚骨架的环保碳酸钙结构,为珊瑚微碎片提供生长优势。其CoraPrint方法使用扫描的珊瑚几何结构和定制碳酸钙树脂,生产无毒、高精度的支撑体,可用于种植活珊瑚碎片。



东海大学学生创建的"C-ecology"概念提出使用3D打印陶瓷模块构建人工珊瑚礁式生态系统,以 revitalize 城市河流。这些环保结构可适应不同规模的水道,为水生物种创造栖息地,同时改善水体循环和支持生态平衡。该项目已获得2022年绿色概念奖提名。

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