Concrete Stick-纹理互锁的可重构轻型混凝土智能化 3D 打印

指导教师：李秉泽（英国DataformLab事务所计算性设计师/主创设计师+UCL Bartlett建筑学院研究助理、UCL建筑学硕士）助教：刘文良、张佳伟
技术支持：DAMlab x Dataform x AIZAWA

关键词：纹理互锁混凝土结构，混凝土几何互锁结构，可重构混凝土打印装置，制造设计，变层厚混凝土3D打印，视觉打印检测

工作营简介:
在数字建造的时代，建筑师的角色已不仅限于塑造建筑的外形，而是通过参数化设计与AI辅助机器人建造技术的结合，实现对建筑的高效、非标化的精准制造。这一转变使设计介入得以深入至建筑的微观尺度，从而激发材料在结构与性能方面的潜能。本次工作营将探讨如何以“面向制造的设计”（Design for Manufacture）方法论为基础，结合参数化设计手段，对3D打印混凝土中的微观纹理结构进行设计与制造，以实现构件间在纹理尺度上的互锁功能。
参与者将系统学习3D混凝土打印的制造逻辑，掌握影响打印质量的关键要素，并理解从CAD到CAM的基本流程。同时，他们将探索3D打印混凝土中互锁节点（interlocking joint）的设计策略。通过参数化设计工具，参与者将构建打印构件的内部支撑结构与纹理路径，并结合拓扑优化方法对构件形体进行减重设计。借助结构分析软件对互锁结构进行性能验证，并通过机械臂打印对纹理及支撑系统进行实体测试，进一步理解材料在打印过程中的形变、干缩与误差等因素，并在实践中对设计进行迭代优化。最终，参与者将在单元体构件上部署经过验证的设计方案，并通过共享的互锁接口，实现与其他学员构件之间的模块化连接，拼合成大的长椅构件。
本项目旨在探索未来建筑在参数化设计与数字化制造工具支持下的全新设计范式。在这一过程中，设计师的角色不再局限于塑造建筑的外形，而是通过融合制造逻辑与算法思维，在更微观的尺度上进行精细化设计。通过这种方式，建筑的性能与使用体验能够在多个维度得到系统性提升，赋予设计更高的自由度与深度。

招生条件：
必须：Rhino, Grasshopper, Python，Cura
优先条件：G-Code，视觉识别算法经验
最大参与人数：12

导师团队:

李秉泽
英国DataformLab事务所计算性设计师/主创设计师
UCL Bartlett建筑学院研究助理

长期从事装配式轻型木结构与轻型钢结构的参数化设计研究，专注于将建筑设计与数字制造深度融合。他的项目成果已广泛服务于多家欧洲装配式建筑企业与高校组织，推动设计与制造一体化流程的落地。在数字建造领域，他拥有丰富的一线实践经验，涵盖机器人混凝土3D打印, PLA空间3D打印、木结构与砖结构搭建、陶土线切割与雕刻等多种材料的自动化建造实验。同时，他也参与建筑机器人工具头的开发，具备机器人信号通讯与制造流程整合的能力，致力于探索多材料、多工艺的建筑机器人应用可能性。

日程安排:
1.Day1(9.12):   8:00-17:00 工作营介绍与目标、材料与设备概览
2.Day2(9.13):   9:00-17:00 混凝土增材制造设计与机器人运动编程
3.Day3(9.14):   9:00-17:00 性能驱动的表面与结构设计
4.Day4(9.15):   9:00-17:00 形式互锁设计
5.Day5(9.16):   9:00-17:00 全流程构件打印
6.Day6(9.17):   9:00-17:00 全流程构件打印
7.Day7(9.18):   9:00-17:00 全流程构件打印
8.Day8(9.19):   9:00-17:00 2025滨海人居环境学术创新中心国际会议主题讲座
9.Day9(9.20):   9:00-17:00 终期汇报、工作营闭幕式和展览开幕