近期，据CNN报道，与过去使用的混凝土或合成材料（如塑料）等建筑材料不同，意大利建筑事务所Mario Cucinella Architects在意大利拉韦纳市西边的小镇马萨伦巴达(Massa Lombarda)，使用纯天然的黏土来建造3D打印房屋，该住宅名为TECLA，为未来可持续房屋建筑描绘了新的蓝图。

TECLA的双圆形设计包括一间卧室、客厅和浴室

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在过去几年中，3D打印房屋已经变成现实，从2017年在俄罗斯24小时内打印的37平方米房屋，到两年后在墨西哥塔巴斯科州（Tabasco）打印的整个社区，3D打印技术已经证明了其为建筑行业提供的快速建造时间和较低的建造成本。在美国第一个进入市场的3D打印房屋——纽约州里弗黑德的一层130平方米的房屋，于2月以299,000美元的价格上市，比此地区的同类新建房屋的价格低50%。

总部位于旧金山的初创公司Apis Cor于24小时内在俄罗斯小镇上建造了整栋房屋

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据美国市场分析公司ResearchMoz的数据显示，预计到2027年，全球3D打印建筑市场将达到2.8亿美元左右，而预计在2025年内的年复合增长率将达到约33%。

3D打印技术向建筑领域延伸

1984年，美国人查尔斯·赫尔（Charles Hull）发明了立体光固化技术，使设计人员可以由数据制作出整个物品，开创了3D打印历史。自2010年起，3D打印技术开始广泛应用于各个行业，从模具制造、珠宝鞋类到打印生物器官等，使用的材料从塑料和聚合物扩展到创新的生物有机材料和金属。随着3D打印技术的不断完善和发展，其应用领域也延伸到了建筑行业。

海德堡水泥为德国第一座3D打印住宅建筑提供材料

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建筑师和科学家组成的团队一般先在工作室中设计建筑结构和样式，然后将其编入到3D打印机中。在3D打印机被装载到施工现场的卡车上后，它就会在一个可向各个方向旋转的手臂上摆动，并从机械臂一点点地喷出混凝土层来建造墙壁和结构，就像将牙膏挤在牙刷上。

3D打印机器的机械臂挤出混凝土

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美国3D打印建筑公司Icon的联合创始人兼首席执行官杰森·巴拉德（Jason Ballard）说：“这是速度最快，也是成本最低的方法。”3D打印机可以精确地使用完所需的材料而不造成浪费，逐层生产建筑物的方法以及内部的网格结构可以大大降低成本。同时他表示，房屋的建造比传统建筑便宜10%到30%，建造速度也要快几个月。并且在建造过程中只需要很少的工人，因为3D打印机完成了大部分建筑工作，有效解决了建筑业中存在的劳动力短缺现象。

3D打印技术还可以使房屋的形状更具灵活性和创造力。在法国南特市北部，建筑师利用3D技术来建造弯曲的墙面，完全实现其设计愿景。弯曲的墙面设计能够有效改善热阻，加速空气流通并在房屋内构建方便轮椅进出的布局，还避开该地几棵受保护的百岁树木。法国南特大学教授Benoit Furet说：“3D打印让我们可以根据房屋的形状提供更丰富的解决方案，对建筑师来说，这比传统的直墙建筑更有趣。”

法国南特北部利用3D打印技术实现的墙面弯曲设计

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有关可持续和关爱的建筑革命

总部位于美国加利福尼亚州奥克兰的3D打印建筑初创公司Mighty Buildings在加利福尼亚的兰乔米拉奇（Rancho Mirage）计划建设更大的3D打印社区,它与美国可持续房地产开发商Palari Group合作，将建造15个3D打印房屋，工程将于今年年底开始，房屋定于2022年春季完工。

该公司表示，3D打印技术可实现几乎“零浪费”，从长远来看，可防止每个3D打印房屋产生1,100-2,000千克的碳排放。Palari Group创始人巴西尔·斯塔尔（Basil Starr）说：“3D打印使我们能够更快、更强大、更高效地进行建构。”除此之外，他们还在房屋中设计特定的电池来存储和使用太阳能。

Mighty Buildings即将建设的3D打印社区

图片来源：dezeen.com

Mighty Buildings首席可持续发展官萨姆·鲁本（Sam Ruben）表示：“世界需要一种更好的建设方式，不仅可以提升效率和生产力来解决住房危机，而且还应以不会加剧气候危机的方式进行。我认为3D打印是实现这一目标的最有前途的技术之一。”

这场建筑革命也可以帮助世界上贫困和流离失所的人们，2015年，联合国人居署估计有16亿人缺乏适当地住房，到2030年，将有30亿人，即全球人口的40%可能需要住房。

美国南加州大学工业与系统工程学教授博歇尔·科西尼维斯（Behrokh Khoshnevis）说，价格较低的可负担得起的建筑3D打印可能是贫民窟解决方案的一部分。

Icon在德克萨斯州的一个村庄里为无家可归的人们建造了六座3D房屋

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在美国得克萨斯州奥斯汀市郊，蒂姆·希亚（Tim Shea）已定居在由Icon公司建造的400平方英尺的3D打印房屋中。杰森·巴拉德（Jason Ballard）表示，他们在社区中建造3D打印房屋的使命是“希望所有人在任何地方都能有尊严地居住”。

70岁的希亚曾经在毒品中挣扎，并住在房车里。他表示，对他来说，这间3D打印房屋不仅仅是给了他一片屋顶，而且还给了他“安全感”，“这是一个非常舒适、温暖和温馨的地方，我为能生活在其中而感到自豪”。

圣诞节期间，70岁的蒂姆·希亚（Tim Shea）在自己的3D打印房屋中 | 图片来源：nypost.com

去外太空建造房屋

3D打印技术还可以应用在外太空的房屋建设中。科西尼维斯（Khoshnevis）表示，依靠地球发送来的材料在太空中建造实在太昂贵了，所以就地取材将变得更加重要。科西尼维斯开发的一种用于在太空中构建物理结构新型3D打印工艺，曾在NASA材料挑战赛中获得第一名。这项技术将机械结构与高熔点物质（例如在月球和火星上都有的氧化镁和行星表面的浮土）相结合，生产可以承受飞船着陆时废气流的热量和压力的材料。

为火星表面设计的形似蜂巢的3D打印房屋Marsha

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Icon公司也已经与NASA合作，将在月球和火星上进行3D打印房屋的试验，巴拉德说，在实验室中已经成功融化模拟的月球表面物质。太空建筑设计工作室Al Space Factory为火星表面设计了形似蜂巢的3D打印房屋Marsha，它以火星表面的玄武岩和可生物降解的物质等为材料进行3D打印。

在美国上市的第一套3D打印房屋

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在肯定3D打印技术有利于生态环境的同时，美国3D打印和建模公司LGM 3D的董事兼首席执行官查尔斯·奥弗里（Charles Overy）对用于3D打印房屋建造所需要的大量合成复合材料的回收利用表示怀疑，“在本地采购和认证可回收的废物材料并不容易，而且这样做也没有巨大的经济诱因。因此，从法规或技术的角度来说，很难想象3D打印的回收工作可以像钢铁或铝一样有效”。

尽管在未来几年中，回收材料方面必将面临一些挑战，但大量减少的建筑废料是所有3D打印项目的最大益处。Overy说，“主要的好处是，由于建筑过程中减少了废料，因此所用材料的总量可以降低。”Overy还认为3D打印有可能会在未来10到20年内成为美国建筑行业的主流。