数字制造: 最新资讯

几十年来，建筑装饰一直是业内反复争论的话题。这一在现代主义运动中基本被遗弃的实践，如今由于机器人技术、人工智能（AI）和数字建造的交汇融合，正迎来一个可能使其再度复兴的契机。技术似乎已经消除了阻碍装饰细节的主要障碍——高昂的熟练手工劳动成本。然而，这种全新的技术能力要求我们进行批判性的审视：装饰究竟代表着什么？通过算法设计使其复活，我们又会得到什么，失去什么？

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建筑原型通常用于在建造开始前测试设计决策。然而，在一些建筑实践中，原型制作在这些决策尚未定型时就已经展开。将想法从图纸转化为实物，引入了一系列依赖于“制造”本身的问题：材料如何切割或拼接、构件的重量、装配方式、部件能否重复利用，乃至项目最终呈现出何种形态。

TAKK、salazarsequeromedina 以及 Ensamble Studio 都将物理实验纳入了各自的设计流程，但他们对实验的诉求各有不同。对 TAKK 而言，原型有助于测试材料和构件如何组合成一套建造系统。对 salazarsequeromedina 来说，模型和建成系统对拆卸、重组及后续利用保持着开放性。而 Ensamble Studio 则通过物理实验生成几何形态和建造知识，从而引导后续的工程设计与足尺建造。区分这些方法的关键，不在于他们是否制作原型，而在于每个事务所期望通过原型获得怎样的认知。

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2021年，意大利建筑事务所 Mario Cucinella Architects 与意大利 3D 打印公司 WASP 合作，研发了 TECLA：一座完全由生土（raw earth）3D 打印而成的住宅。五年后，该项目背后的技术已悄然迭代，并传播至多个大洲和设计实践中。通过精准控制挤出喷嘴的速度、角度和路径，建筑师能够创造出超越墙体本身的结构。这些年来，他们一直在尝试如何将 3D 打印材料塑造为精细的表面图案，将浮雕、质感和复杂的纹理直接融入建筑结构中。在这个代码开始影响建筑形态和材料表达的时代，他们正试图通过这种方式，在传统生土建造与数字计算之间搭建一座桥梁。

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1968年，家具设计师、英国皇家艺术学院（RCA）教授大卫·派伊（David Pye）出版了《手艺的本质与艺术》（The Nature and Art of Workmanship）一书。该书的核心观点在于区分“风险手艺”（workmanship of risk）与“确定手艺”（workmanship of certainty）。派伊当年探讨的并非建筑，且尽管这两个词在今天常被提及，他当时也并非在单纯探讨“手工”与“机器”的对立。他指出，即便是完全机械化的印刷机，依然依赖操作人员对墨迹和对准度进行判断；相反，手持车刀在车床上工作的木工，如果严格依照模板操作，几乎不会留给偶然性任何空间。

在派伊的定义中，风险手艺指的是任何结果未被预先设定，而是取决于制作者在工作过程中所施展的判断力、灵巧度与专注力的过程。“确定手艺”则恰恰相反：其结果在生产开始前就已笃定，被锁定在夹具、模具或程序之中，后续的工序纯粹只是执行。派伊特意指出，这两种模式本身并无高下之分。一台经过校准、预留了偏差空间的数控机床，其不确定性可能比依循固定模板操作的手动工具还要高。

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遗产修复向来是一个复杂精细的过程，需要在保持历史材料完整性的同时，融入能提升精确度、效率与耐久性的当代技术。在加拿大首都渥太华的国会山修复工程中，这一传统与技术的交汇得到了充分展示。建于1865年的东翼大楼（The East Block），生动地展示了数字工具如何助力文化遗产修复工作，并为石雕这一拥有数百年历史的传统工艺做出贡献。

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在面临生态危机的当下，建筑无法与其所依赖的资源开采系统相剥离。随着技术圈（technosphere）的扩张，物质流、能源消耗与数字基础设施紧密相连，设计也日益深嵌于这些过程之中。设计实践如何通过探索材料智能（material intelligence）来干预以人类为中心的系统，进而重塑建筑的流程与美学？更广泛地说，建筑如何与非人类实体的能动性与智能展开联结，以减轻并平衡环境负担？

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在性能指标或碳排放计算之外，践行生态责任究竟意味着什么？建造如何能成为一种设计方法，而非仅仅是最终结果？创立于首尔的 Yong Ju Lee Architecture 是一家由建筑师兼学者 Yong Ju Lee 领衔的建筑事务所。通过装置、研究导向的方案和文化项目，该工作室将建筑定位为一门根植于“制造”（making）的实验性学科：在这一过程中，设计的产生不仅来自图纸或表现形式，更源自材料行为、原型制作和建造逻辑。他的工作跨越了专业实践与学术界，始终通过计算设计、实验性材料研究，以及将生态作为责任和设计驱动力的持续投入，不断拓展建筑学的设计工具箱。2025年，该工作室被选为 ArchDaily Next Practices 奖的获得者之一。

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复合材料曾仅局限于航空航天与汽车工业领域，如今在当代建筑中正发挥着愈发核心的作用。这类材料通过将纤维与聚合物等两种或多种组分结合，兼具轻量化与高强度、高耐久性、形态自由度以及卓越的环境性能。其融入建筑实践，标志着我们在空间设计、建造与使用方式上正经历一场深刻变革。

南加州建筑学院（SCI-Arc）的校友持续在全球设计领域留下不可磨灭的印记，在建筑、科技及跨学科实践领域开拓创新方法。该校以鼓励激进实验而闻名，培养出的毕业生作品不断挑战传统规范，重新定义空间可能性。近期校友所取得的成就，凸显了南加州建筑学院在塑造新一代建筑师与创意思想家方面发挥的重要作用。

从多个角度和交集理解一门学科对于深入理解该学科至关重要。在建筑学中，对其研究的多样化方法丰富了我们的感知，使我们能够从不同的角度欣赏其复杂性。对于学生和专业人士来说，探索历史、材料和产品的来源、建筑过程、新技术的应用以及当代社会挑战至关重要。这些方面交织在一起，扩展了“建筑”的传统概念，超越了单纯的建筑创造或空间定义。

罗纳德·雷尔（Ronald Rael）是加州大学伯克利分校建筑学Eva Li纪念主席。他的实践体现了这一愿景，从研究到将土著和传统材料实践与当代技术和问题联系起来。作为一名活动家和设计师，雷尔的研究兴趣涵盖了增材制造、边界墙研究和生土建筑。作为Rael San Fratello、Emerging Objects 和Forust的联合创始人，他的实践展示出一种当代高度相关的建筑方法论。

几千年来，木材一直是建筑材料的热门来源。通过锯切、碾磨和其他工程木材转换工艺，各种木材形态被创造出来，并应用于产品、家具和建筑中。然而，这些工艺有时会改变木材结构的基本线条。茎干可能会被劈开，纹理图案也会改变，有些木材，如橡木和雪松，很容易被还原，而另一些则会变得难以处理。因此，人们开始探索古代建筑中的整木形式，如木屋，将不同截面的木材分层，形成房屋轮廓。通过设计，完整使用树干或树枝可以突出其与生俱来的机械特性，从而实现结构的可持续性。虽然这些做法在当代建筑技术中并不常见，但新的技术创新拓展了木结构建筑的前景。

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石刻是人类最早用来改造环境的工具。令人兴奋的是，我们可以想象，自石器时代（约公元前 1 万年前开始）以来，在人类漫长的进化过程中，我们使用的工具是如何从简单的石头进化到复杂的机器人系统的。这些进步代表着生产方式的革命，无论是在当前的工业水平上还是在地方规模上。

人工智能（AI）和数字制造系统等技术被视为根据不同情境而变化的替代劳动力威胁。在拉丁美洲，手工制作在某些行业中深入人心，专业化程度高且成本效益较高，这使得数字替代的紧迫性较低。相比之下，源自真菌或农业废料的生物材料提供了环境友好的建筑替代方案，促进可持续发展和循环经济。这引发了关于数字制造潜力的有意义的讨论，讨论需要建立在对当地资源和挑战有所了解的基础上。因此，这为生物材料奠定了基础，既能保持特性，又能为当地问题提供解决方案。

百年前的 1923 年，勒·柯布西耶在“新精神 L’Esprit Nouveau”杂志上陆续发表了《走向新建筑 Vers une Architecture》中的文章。这本书集合了具有争议性的一系列论文，同时也成为了推动现代主义建筑发展的宣言，并影响了世代建筑师为他所提出的设计原则雄辩。这本书提倡例如飞机、汽车或远洋客轮等流线型工业设计之美，同时还提出了独树一帜的城市建造策略：书中着重介绍了被丰富绿植所包围的高、细塔楼，并介绍了勒·柯布西耶所提出的现代设计五项要素。

一个世纪后的今天，勒·柯布西耶的理论已经成为建筑师受教内容的组成，但同时这些理论仍备受争议。一些批评者认为：理论倡导了僵化的城市设计方法，这点尤其体现在城市规划原则之上，因此其理论也无法与不同社区的文化与背景契合，从而导致城市环境的疏离。尽管如此，勒·柯布西耶的建筑遗产仍意义重大：当在建筑师探索设计的功能、美学、象征意义、社会影响力间的平衡时，勒·柯布西耶也是一个永恒的参考点。

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建筑学不会改变任何东西。它总是站在富人的一边"。通过这句话，奥斯卡·尼迈耶提到建筑是一种主要由上层阶级决定的特权——这种说法在历史上被证明是真实的，即使有人想否认它。今天，全世界只有 2%的房屋是由建筑师设计的。这主要是由于对于普通消费者来说，建筑师设计的房屋仍然被认为是昂贵和深奥的产品，只有少数人可以使用；这是一种很多人无法想象去负担的奢侈品，尤其是当房价上涨时。最终，这使得某些群体无法获得好的设计，迫使他们在不稳定的生活条件下定居，在没有考虑到他们需求的标准化空间下定居。（如果他们有机会获得住房的话）。

HANNAH Office是一家位于美国的实验性研究和设计工作室，其工作重点是通过研究新的数字常规和制造技术的可能性来推进建筑和当代建造的实践。HANNAH Office由LeslieLok和Sasa Zivkovic于2012年创立，被选为Archdaily的2021年最佳新实践之一，构成了一个探索各种尺度的技术和材料方法的平台，从家具到城市，寻找新的设计成果。

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数字空间和数字化制造技术在当今后疫情时代变得像以往一样突出且更容易实现，并使快速的自发的迭代与演化成为可能。这些技术使得在同一设施内能大规模生产非标准、高度差异化的建筑部件，从而改变了建筑及其部件的构思、设计和表现方式，以及它们的制造、装配和生产方式。

数字建造的魅力在于它能够融合大规模生产和手工生产二者各方面的优点，使成本降到最低。技术的制造能力如此简单和几乎无缝的效果，有可能大大改变我们目前对建筑的看法，从而出现了一个问题：大规模生产对建筑的影响是否导致了有意设计的损失？

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瑞士杜本多夫可谓是建筑技术人员的圣地。在瑞士联邦材料科学与技术实验室和瑞士联邦水产科学与技术研究所的共享学术园区内，作为公立大学的苏黎世联邦理工学院依托不断变化发展的NEST研究大楼，进行了近十年的工程与建筑实验。今年八月，苏黎世联邦理工学院公布了其最新的HiLo扩建部分，HiLo是“高性能与低排放”的英文首字母缩写，其为基于既有结构的两层加建模块，利用中世纪的建筑原理和当代数字方法共同提高了混凝土的可持续应用标准。

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数字制作工具进一步加速了建筑设计和渲染的自动化。3D 打印机、装配机器人和激光切割机等工具完善了设计和施工过程，在优化资源、提高精度和加强过程控制方面至关重要。

在木工行业，最常用的数字化生产工具是铣床或CNC（计算机数控）刨槽机。这些工具利用 2D 矢量绘图和 3D 模型，将它们编码为机器遵循和执行的指令。通过这个从数字档案（通常使用统称为 AutoCad 的设计软件创建）为开始的流程，铣床和 CNC 路由器可以快速、精确地切割木材，生产准备组装的部件。