苏格兰阿伯丁大学的研究人员正在研发一种3D打印可复用钢质连接件，可让建筑更易于再利用、改造与回收，从而降低建筑拆除率。
在全球对快速建造与可持续建筑需求的驱动下，模块化建筑正日益普及。据预测，该市场规模将从2026年的1007.7亿美元增至2034年的1756.4亿美元，其中亚太地区以45.40%的份额占据主导地位。
由此，市场的发展将推升对建筑构件的需求——建筑构件不仅要提高模块化建筑的组装速度，还要在建筑使用寿命终结时便于拆卸。
为满足这一需求，苏格兰阿伯丁大学与意大利米兰理工大学的研究团队合作，探索如何大规模应用3D钢打印技术，助力建筑业提升建造效率、减少浪费，迈向更可持续的、可循环的未来。该团队融合了结构与建筑工程、先进制造以及冷弯薄壁型钢系统领域的专业力量。
相关构想于2023年提出，由阿伯丁大学博士生Ehsan Bakhshivand主导推进。该项目由工程学院与Ornella Iuorio教授合作资助，并得到米兰理工大学Barbara Previtali教授及其团队的鼎力支持。首批原型部件及3D钢打印系统原型在米兰理工大学的AS_Lab和AddMe Lab完成。
阿伯丁大学工程学高级讲师Alireza Bagheri博士表示：“我们研究的目标是以更智能、更可持续的方式打造住宅与建筑。我们研发的3D打印钢质连接件，可以实现轻松组装、改造和再利用建筑，突破了传统机械连接的局限，证明凭借现有技术完全可以实现低浪费的循环建造。本项研究提供了一种切实可行的替代方案。”
“通过精心设计这些连接件，轻型钢结构建筑可实现快速组装，并在不损坏构件的前提下完全拆卸。这不仅加快了施工速度、提高了建造效率，还能减少材料浪费、增强建筑适应性并延长其使用寿命，从而降低整体环境影响。”
阿伯丁大学研发的可复用钢质连接件，有望重塑全球建筑业
钢材是可复用连接件的首选材料
Bagheri指出，由于连接件直接打印于钢基材之上，钢材自然是首选材料。他解释道：“选用相同材料可确保冶金相容性、结构连续性以及高效的荷载传递。”
“钢材具备紧凑型全拆装连接节点所需的强度、刚度与延展性。与此同时，金属增材制造带来了前所未有的几何自由度、自动化潜力，以及定制荷载传递、刚度乃至失效模式的能力。尤为重要的是，钢材本身固有的可复用性，使其非常契合快速组装与反复拆卸的需求，有力支撑了真正意义上的循环建造模式。”
研究人员表示，该项目为建筑业开辟了一条可规模化的转型路径——让建筑成为可长期使用的资源，而非一次性消耗品。Bagheri补充道：“这一方法在业内尚属首创。目前现有的建筑体系均无法将金属3D打印连接件与冷弯薄壁轻钢相结合，实现快速自动化组装与可完全拆卸的循环利用。”
“作为一项重大技术突破，我们开发出一种可直接在极薄钢基材（通常厚度仅1-3毫米）上打印的方法，大幅降低了变形与残余应力。这一突破是将该技术推向结构可行、走向实际工程应用的关键所在。”