根据Grand View Research的一份报告，从现在到 2028 年，全球 3D 建筑市场将增长 91%，令人难以置信。革命性建筑实践的拥护者认为，3D 打印建筑可以提供比实体建筑更环保的经济适用房，还可以用于在受灾地区提供快速组装的避难所。
“3D 打印建筑是一种范式转变。这种转变使我们能够改进施工流程，使其更具可持续性，”WASP(世界先进节能项目)的创始人马西莫莫雷蒂说。他创立公司的目的是开发一种可以以完全环保的方式打印房屋的 3D 打印机，以解决世界目前面临或将在不久的将来面临的一些住房问题。
“2017 年发布的一份联合国报告显示，目前全球 76 亿人口预计将在 2100 年达到 112 亿，到 2030 年，预计将有近 50 亿人居住在城市，”莫雷蒂说。“随着越来越多的农村地区融入城市，必须挑战城市本身的理念。”
他说，莫雷蒂的 WASP 的灵感来自陶蜂和它的盆形蜂巢。“我们从可持续的角度使用现场发现的地球建造 3D 打印房屋。最古老的材料和最先进的技术融合在一起，为世界带来了新的希望。”
美国Icon公司的建筑设计和建筑性能总监 Melodie Yashar与 Moretti 保持一致。“在 Icon，我们受到以下事实的驱使：每个人都应该获得足够的住所——这是人类的基本需求。我们正在经历一场全球住房危机。全世界有 10 亿人缺乏足够的住所，”她说。
“在过去的 25 年里，建筑业失去了生产力，因为严重的熟练劳动力短缺只会变得更糟。一般来说，房屋建设的过程是低效和浪费的。Icon 的专有 3D 打印技术通过利用机器人技术、软件和先进材料大规模提供有尊严的住房来促进人类进步。通过利用自动化的力量，我们能够缓解当前的劳动力和生产力危机，并以更高的价值、更快、更实惠的方式创造更好的住房，”Yashar 解释说。
将古代材料与新技术结合
2021 年，WASP 与 Mario Cucinella Architects (MCA) 合作，建造了 Tecla——技术和粘土——一种可持续的 3D 住房模型，完全由当地的生土建造。“我们喜欢认为 Tecla 是一个新故事的开始。用我们今天可用的技术改造这种古老的材料来塑造未来，这将是真正的非凡，”建筑师马里奥·库奇内拉(Mario Cucinella)谈到该项目时说。
Tecla 印成两个相邻球体的形状，面积约为 646 平方英尺，包括一个带厨房的“生活区”和一个“夜间区”。该结构可以在 200 小时内打印出来。如果不再需要该结构，它的材料可以回收和重新利用。
在阿姆斯特丹，DUS Architects 和新的印刷公司Aectual最近推出了“城市小屋”，标榜为“3D 打印的迷你休闲场所，以摆脱日常城市生活的速度”。
“该设计探索了几种新的制造方式、新的连接细节、排水解决方案等，”DUS 和 Aectual 的建筑师兼联合创始人 Hedwig Heinsman 解释道。用于打印机舱的生物塑料也可以完全回收和再打印。
虽然城市小屋是“旨在让您脸上露出笑容的建筑”，但 Heinsman 认为 3D 打印可以帮助解决建筑师目前面临的一些严重环境问题。
3D 的好处
“建筑业产生了近 40% 的温室气体，建筑过程中使用的所有建筑材料中约有 37% 最终成为废物，”她说。“由于我们的 3D 打印技术，Aectual 实现了零浪费，创造出始终完美贴合的预制产品。我们还提供更多的设计自由度，因为我们的产品是参数化的，这意味着设计师或客户可以轻松地将它们数字化定制成独特的标志性作品。”
在纽约州北部，建筑实践 Hannah 创造了 Ashen Cabin——一种带有 3D 打印混凝土支柱的离网木结构，旨在作为可持续建筑的小规模研究，将 3D 打印与被入侵甲虫破坏的木材相结合。
“我们相信这个原型提供了一种思考家庭建筑未来的新方法，”康奈尔大学汉娜联合创始人兼建筑学助理教授 Leslie Lok 说。“小屋是我们设计研究和思考的结合，以应对我们自然环境的紧急状况和可能的干预模式。”
在更大的范围内，德国公司 Peri Group 目前正在巴伐利亚州的瓦伦豪森打印一座公寓楼。这五套公寓每套将拥有约 4,090 平方英尺(380 平方米)的居住空间，该街区将成为欧洲最大的印刷住宅楼。印刷预计需要大约六周时间，完成后，公寓将以通常的方式出租，其中一间作为示范公寓。
“通过打印德国第一座公寓楼，我们证明了这种新的建筑技术也可以用于打印大型住宅单元。在 3D 建筑打印方面，我们正在一个全新的水平上开辟更多的应用领域，”Peri Group 营销和创新董事总经理 Thomas Imbacher 说。
去年在美国，Icon 和开发商3Strands在德克萨斯州奥斯汀的东 17 街打印了四栋混凝土房屋，这是在美国出售现成 3D 打印房屋的第一步。“我们相信 3D 打印是未来建设者的工具包，”Yashar 说。“建造围墙的传统手段和方法涉及多个行业，这增加了交货时间、材料和劳动力成本。Icon 墙系统仅用三种材料取代了涉及多种行业协调的施工顺序，包括砖或壁板、防潮层、护套、框架、胶带、密封剂、绝缘(有时是多种类型)和干墙：lavacrete、绝缘和少量钢筋用钢。”
减少浪费
“我们的流程大大减少了时间、协调和劳动力成本。因为我们的施工过程是数字自动化的，所以我们只使用完成打印所需的材料，因此比传统建筑产生的浪费要少得多，”她解释道。
Icon 还声称，与传统的建筑技术相比，这种工艺可以制造出更坚固、更耐用的材料，并且房屋在应对极端天气时更加坚固。
不可避免地，3D 打印公司开始思考地球以外的生命。2020 年，Icon 宣布已获得政府小型企业创新研究合同，其中包括来自 NASA 的资金，以开始研究和开发可以支持未来月球探索的天基建筑系统。
该公司目前正在与 BIG 建筑师合作，以 Project Olympus 的名义进行概念设计。“在另一个世界上建造人类的第一个家园将是人类历史上最雄心勃勃的建设项目，并将把科学、工程、技术和建筑推向真正的新高度，”Icon 联合创始人兼首席执行官 Jason Ballard 说。
