世界首個結合3D列印的不鏽鋼建築結構：AirMesh花園涼亭

AirMesh是世界上第一個由不鏽鋼3D列印組件製成的建築結構，它突破了建築在創新和技術上的輕盈極限，也展示出了新加坡科技大學AirLab最先進的數字化設計和製造技術。該超輕展館位於新加坡海灣花園附近，既是一個聚集空間，也是一個輕雕塑藝術。它是新加坡建築管理局(BCA)及市建局批准的首個遵循歐洲法規而設計的3D列印的臨時使用結構。為了減少建設過程中材料的使用，並充分實現建築設計中的絕對自由形式，AirLab經過四年多的研究，開發了一種全新的建設系統：在不鏽鋼材料中加入3D列印技術，製造極其複雜的結構優化組件，實現製造過程中的材料零浪費；利用定制的連接系統，將這些組件與標準鋼管型材相結合，再使用各種尺寸的六角鍵將其組裝時間縮短到幾秒鐘。

若你站在不同角度，會看到不同形狀的AirMesh：它由四個面向周圍景觀亮點(蜻蜓橋、銀色花園、Marina海灣沙灘和展館入口)的取景框架構成，四個矩形框架組合在一起構成了展館空間，其多面式的漸變顏色照明也使它看起來像是一個傳統的中國燈籠。

該展館由216根不同長度和截面的鋼筋和54個獨特的、由鋼和青銅合金製成連接節點組成，為了創建最有效的結構設計，設計團隊使用自定義參數化工具，優化了框架的拓撲結構、杆的截面和節點的幾何形狀，因此，該結構在原本機械性的地方呈現出了最佳的結構和材料分布。

基於以上元件連接的重大技術創新應用，能夠3D列印節點內部的螺紋，便於用隱藏在杆內的螺栓進行裝配，組裝整個展館只需要不同直徑的六角鍵，該結構的組裝僅用五個人花了兩天時間完成，其小於1毫米的系統允許公差，以及各組件的完美配合，使得該不鏽鋼結構的建造速度和性能都創下了一個歷史新高。

通常，這樣的一個空間框架系統都由一種規則模式重複組成，這主要是因為人們很難用有限的幾個標準節點來解析複雜的幾何圖形，但現在的3D列印不需要使用標準零件和重複圖案導致經濟效益降低，所以為了這種框架構築的設計有更大的自由設計空間，我們使用了新的工具和創新技術來建造Airmesh。

如果說數字化設計為無限的幾何自由、大規模定制和優化、裝飾性、多功能建築結構打開了創造力的大門，那麼，3D列印技術就是幫助人們將狂野的設計願景變為現實，但由於目前規模、時間和成本的限制，這一目標暫未能完全實現。Airmesh項目中所用的方法不是3D列印整個結構，而是將3D列印的組件與標準元素無縫地結合在一起，否則會導致非常高的生產成本，現在它已經在快速組裝和一定的經濟範圍內，為自由形式設計鋪平了道路。

與鋼筋無縫融合的節點形式，賦予了結構一種連續性和流動感。展館的雙層透氣表層是一個緊繃在結構上的多孔漁網，其透明性在幫助微風透入的同時、也證明了這種清晰的結構可捕獲各種顏色的光，將未經任何過濾的外部風景框入立面開口作為展館內部的觀賞主景。