介绍了数字建造领域中最核心的五种加工工艺，并重点剖析了工业机器人的通用性优势。
一、 工业机器人：多功能与通用性的变革
在数字建筑中，工业机器人代表了重大的技术机遇。与CNC数控机床、3D打印或激光切割等单一人性数控设备不同，工业机器人的核心特点在于其多功能性（Multifunctionality）与通用性（Generality）。
- 机器人能以任意角度和姿态到达工作envelope范围内的任何位置。
- 通过更换不同的末端执行器（End Effector/工具端、抓手），机器人可以执行完全不同类型的作业任务。
- 工具端的研发由建筑师亲自介入，这使得建筑师能够直接重塑并主导机器建造的生产过程。
二、 五大核心数字建造工艺
1. 切片建造技术（Slicing Construction Technology）
- 核心原理：针对复杂的几何形状，利用建模软件对三维物体进行切片或轮廓提取，使用一系列连续的二维轮廓去拟合整体的三维曲面体量，从而有效简化复杂表面的结构生产过程。常配合CNC或激光切割设备进行加工。
- 先锋实践：
- 格雷格·林恩（Greg Lynn）：数字切片结构的最早实践者之一。1995年，他在纽约艺术家空间的个展中，从塑料板上切下平行的截面，并附上三角形的聚酯薄膜面板，用简单的平面材料拟合出了连续的曲面体量。
- dECOi Architects 的 duniscape 项目：一系列平行堆叠、不同规格的木材建造的建筑景观。在设计中按照给定的木材厚度确定切片间距，对模型进行切片，然后输出1:1的模板展开图，用于木料的排版加工与定位。
- Cspace 展厅：采用非平行切片方式，运用CNC设备切割13毫米厚的纤维增强混凝土板作为结构，创建了一个10米×10米×5米的临时展厅，挑战了该材料的性能极限。
- 同济大学“边锋椅”（2015年）：团队使用五轴CNC对实木板进行分片铣削，完成了基于人机工程学的光滑曲面木结构作品。
2. 曲面细分与镶嵌（Surface Tessellation and Subdivision）
- 核心原理：使用一系列较小的部件拼接，且不留任何空隙，从而密铺、组合成大面积连续平面的建造方式。在数字建模中，网格（Mesh）通过细分多边形单元来逼近非常平滑的大尺度表面。
- 计算控制：在参数化曲面细分中，Catmull-Clark 算法提供了最基本的分裂方式，影响了3D图形学中控制图形渲染与曲面属性转化的机制。
- 优化与成本控制：对复杂曲面进行单元化细分与优化，有助于提高模具的重复使用率，简化生产并降低建造费用。
- 扎哈·哈迪德的“首尔东大门设计广场（DDP）”：立面加工模板经过全局优化算法处理后，模具的重复使用次数从1次大幅提高到14次，显著降低了建造费用。
- 同济大学“筹墙”项目：利用空心混凝土砌块作为建造单元，仅用正反共 12种模板 来精确控制砌块的旋转角度，在离散化建造中实现了极具张力的参数化“丝绸变化”质感。
- 结构细分：在结构表面参数化排列不同形态的结构单元，以应对结构的性能化设计需求，并利用数字建造实现非标准单元的大批量定制。
3. 折叠工艺（Folding）
- 核心原理：将二维平面材料通过折叠转变为三维空间结构的技术。平面材料折叠后可以获得极强的结构刚度，因此折板技术常被用于大跨度结构中（如巴黎奥里机场飞机库、联合国教科文组织大会堂）。
- 前沿探索：
- 扎哈·哈迪德事务所 & Robofold（2012威尼斯双年展）：合作展出了一个折板结构装置，以金属薄板为材料，运用机器人曲线弯折技术对金属板材进行高精度加工。
- 洛桑联邦理工学院（EPFL）：将折板结构与正交胶合木（CLT）结合，催生了木折板结构创新体系的工程实践。
4. 数控铣削/轮廓加工（CNC Milling / Subtractive Profiling）
- 核心原理：使用来自数字模型的工具路径，通过一系列的轮廓加工，层层去除毛坯上多余的材料，逐步将材料雕刻、加工成目标的三维甚至四维曲面体量。
- 分类与步骤：
- 二维铣削：主要针对木板材的外形加工，在平面板材上铣出外轮廓或内部开口。
- 三维体量铣削：较二维更复杂，一般分为两步——首先利用大直径平头铣刀进行粗铣以去除大量毛坯，然后使用小直径球头铣刀进行曲面的半精铣或精铣。
- 代表实践：
- Snøhetta 挪威野生巡鹿观测台：利用三维轮廓铣削加工木材，建造出柔柔软有力、极具木质连续张力的内部空间。
- 同济大学“速度未来”建筑工作营（2014年）：在“反转的延传”项目中，利用五轴CNC对传统木构的三维空间榫卯节点进行高精度数字化加工，完成了对传统建构的现代演绎。
5. 3D打印/增材制造（3D Printing / Additive Manufacturing）
- 核心原理：通过逐层累加、叠加建筑材料的方式来生产建筑实体，能够进行更高维度的精密描述，具有低碳、绿色、环保的特点。
- 主要材料与工艺分支：
- 混凝土3D打印（Contour Crafting / 轮廓工艺）：由美国南加州大学（USC）与美国航天局（NASA）联合研发，运用高密度、高强度的混凝土进行大尺度的层级建造，对建筑业产生了深远影响。
- 沙子与胶凝料打印（D-Shape 装备）：由意大利 Enrico Dini 教授于2010年发明，以细骨料（沙子）为原料，在其上喷洒粘合剂，层层粘结形成高强度、高精度的空间形态，可打印出高达4米的建筑物。
- 改性塑料3D打印：由于塑料（如改性塑料）具备成本低廉、延展性强、抗紫外线等特性，成为最受欢迎的打印耗材之一。同济大学团队利用机器人3D打印技术，建造了世界上第一座改性塑料3D打印景观桥。
- 金属3D打印：相比于传统金属成型，金属3D打印可以大幅减轻构件自重，并制作出高度复杂的节点和结构形态，正快速成为一种可行的建筑结构建造技术。
同济大学/第4章 数字建筑学的建造技术方法/4.1 数字建造/4.1.2 自动化加工与组装 （内容非AI生成 ©读行 • Readwiki™Studio 
，转载注明来源）
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