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3D打印最早出现于20世纪90年代，是一项利用光固化和纸层叠等方式实现快速成型的技术，近几年在生活中许多领域获得非常广泛的应用，尤其在建筑领域，3D打印技术可通过简单经济的材料快速建造出成型实体，与电脑连接后，打印机内的可粘合材料通过一层又一层的打印方式将设计图纸变为实体建筑。

在施工阶段3D打印可有效控制施工误差与提高效率，精确度可控制到毫米级别，打印过程中可随时终止，再次打印时也可实现精确定位到之前的打印位置。保证建筑施工的质量和安全。

3D打印可直接在模型文件上进行编辑修改，并能实现多色打印和增加透明材质、金属等其他元素。

其中最常用的"油墨"是一种经过特殊玻璃纤维强化处理的混凝土材料，其强度和使用年限大大高于钢筋混凝土。空心的墙体不仅大大减建筑本身重量，还可填充保温材料，强度和实用性均符合且高于国家建筑行业标准。

3D打印技术今后的发展将更为多元化，促使建筑设计朝着智能化方向不断发展，建筑施工更加节约材料并大幅度降低施工难度，提高施工效率和质量，在未来的发展中具有非常良好的发展前景。

今天将介绍5个3d打印的项目，带大家了解并感受打印建筑的独特魅力。

01

HOUSE ZERO

现代牧场式住宅

设计设计丨 Lake | Flato

地区丨德克萨斯州奥斯汀

建筑工作室Lake Flato和建筑技术公司ICON在德克萨斯州东奥斯汀的一个单户住宅区完成了一座3D打印的零能耗现代牧场式住宅，用了不到两周的时间打印成型。

其墙壁由专有的水泥基材料、“lavacrete”、绝缘材料和用于加固的钢材共同制成。建造系统取代了多步骤的传统建筑系统，节省了时间和成本。

设计师通过引入温暖木材来平衡灰冷色调的 lavacrete 打印墙面，在柔和灯光下相互融合。

住宅起居空间的正立面由半圆形的 Lavacrete 墙所包裹，墙壁间镶嵌玻璃，虚实结合的同时也保持视线通透。

平屋顶由横贯房屋的木椽子支撑，伸出的悬空木面可作为夏日的遮阳篷。

车辆通过侧面路径驶入半开放式车库▽

“House Zero 让工作室以全新的框架诠释了我们以人类和自然为中心的设计理念，” Lake|Flato 的合伙人 Ashley Heeren说道。

△建筑构成系统分析图

重达 9,500 磅的 Vulcan 系统以精确的技术快速地对房屋进行批量 3D 打印，并使用 ICON 开发的移动设备应用程序进行操作。

 ICON的Vulcan 建筑打印系统▽

Lavacrete 是一种类似水泥的物质，既不透气，又能提供较高的绝缘性，一层一层地对建筑物进行 3D 打印。

“如果您可以在打印机的一次打印中打印出相当于覆层、护套、热断裂、结构模板和内部饰面的等价物，那么您可以在工作现场消除许多单独的材料和施工步骤。”ICON 负责人说道。

打印墙壁用钢材加固▽

零之家共拥有三间卧室、一个单床、两个半浴室，柔和的 Lavacrete 外墙与周边木质的内墙、天花板及过梁相互映衬。

入口的弧形墙面引领住户进入室内▽

墙面狭窄的开口打破挡堵界面，也可提前瞥见室内场景。

独特的墙面肌理、木长条天花及柔软的纺织地毯为室内空间增添丰富的细节。

客厅空间家具的材质、色彩与周边墙体天花协调一致，大气且充满格调。

客厅左侧的相邻弧面空间内摆放圆形餐桌组合，透过长矩形落地窗可望向室外景色。

窗边几株盆栽为室内增添活力▽

沙发后侧为开放式家庭办公区，一旁白色布帘与室外露台相互隔开。

定制的书桌组合与墙面完美贴合，圆形吊灯为桌面提供集中光源。

与主卧相连的独立书房▽

另一间卧室空间小巧精致，给人一种温馨舒适的感受。

床头灯和墙面挂设的两幅装饰艺术画呈现对称美感。

通过曲线切割的定制木材家具边缘与3D 打印墙面层优雅结合。

自由流动的弧形墙面▽

 

美观又实用的双洗漱台▽

02

East 17th Street Residences

待售住宅社区

设计丨 Logan Architecture and ICON

地区丨德克萨斯州奥斯汀

Logan Architecture工作室和建筑科技公司ICON用合作建造的3D 打印住宅社区已在德克萨斯州奥斯汀完成，成为美国第一批待售的 3D 打印房屋。每栋房屋都有一层使用增材制造技术建造的底层，使其面对极端天气时更加坚固。

住宅开发项目包括两间二居室住宅和两间四居室住宅，打印每间房屋大概需要 5 到 7 天。

ICON表示：“3D 打印技术提供了更安全、更有弹性的房屋，这些房屋的设计能够比传统建造的房屋更好地抵御火灾、洪水、风和其他自然灾害。”

建造过程▽

四个 3D 打印房屋均具有一致的外部和内部特征，黑色立缝金属外墙面覆盖建筑上层和屋顶，首层门廊天花则采用温暖的红雪松木面。

这些房子的室内空间均由奥斯汀的克莱尔·辛内克设计完成。开放式起居空间选用柔和的中性色调，搭配复古木质橱柜、质感编织地毯与绿色植物，惬意十足。

木饰面的吊顶和无主灯的设计，让客厅更显简约▽

厨房配有木制橱柜和大理石台面，脚下为耐脏的混凝土地面板，无水箱热水器和可变容量交流系统等设施有效提高了能源效率。

中岛台旁搭配三把质感满满的棕皮质吧台椅，两盏球型吊灯十分精致。

定制厨具无缝衔接至弧形墙面▽

每个房间都拥有充足的采光，主卧空间的天花板挂设两用的白色吊扇灯具，节能又环保。

03

Tecla House

低碳粘土小屋

设计丨 Mario Cucinella Architects and WASP

地区丨意大利马萨伦巴达

建筑工作室Mario Cucinella Architects和3D 打印专家 WASP 合作创建了一个使用粘土3D 打印的低碳房屋范例——Tecla房子， 作为生态可持续性研究项目之一。

 WASP使用来自附近河床的粘土进行建造，其外壳的几何形状可根据不同类型的生土和不同气候条件进行调整和修改，最终形成可回收、低碳、适应气候的住宅。

“TECLA 房屋在日益严重的气候紧急情况、大规模移民、对可持续住宅有需求或面对全球住房紧急的情况下可快速得到运用。”Mario Cucinella Architects 工作室说道。

共计60平方米的房屋高 4.2 米，包括起居空间、厨房和睡眠区，屋顶配有采光的圆形天窗。

弧形墙面的玻璃拱门开口作为房屋主入口▽

屋顶上最窄的地方安装了大型圆形天窗，让光线全天进入空间，夜晚圆窗边缘的光圈灯具也为室内提供均匀照明。

一年四季天窗下的光影在房屋内墙面四处游弋▽

内部裸露的墙面展示有机美感，柳叶状墙拱连接不同功能区域。

部分家具同样使用当地采购的泥土打印而成，并设计为可重复使用或回收的产品，实现循环价值。

两个相连的圆顶形体量外墙由 350 层 3D 打印粘土堆叠而成。

粘土排列在起伏面层中，不仅提供结构稳定性，而且还起隔热作用。

房屋使用多级模块化 3D 打印机构建，该打印机使用两个同步臂，每个臂有 50 平方米的打印区域，可以同时打印模块。

通过使用这项技术住宅模块可以在 200 小时内建成，并平均消耗 6 千瓦的能源，几乎完全减少了典型的建筑垃圾。

“通过我们今天可用的技术改造这种古老的材料来塑造未来，将成为真正的非凡举措。”工作室创始人兼创意总监 Mario Cucinella 补充道。

04

Casa Covida

沙漠实验小屋

设计丨 Emerging Objects

地区丨美国科罗拉多州

美国工作室Emerging Objects在 Covid-19 疫情期间为一对同居夫妇建造一座用3D 打印的土坯制实验房屋—Casa Covida，供两个人在冠状病毒大流行期间单独生活在一起，共由三个房间组成。

“下雨、下雪或需要保持室内温度时，可在上方竖起一个充气的粉红色屋顶从外面看，这种色彩缤纷的添加物使这座小屋看起来“像一朵盛开的仙人掌”。Emerging Objects 说道。

土坯墙由沙子、淤泥、粘土和水制成，使用三轴 SCARA（选择性顺应性关节机械臂）打印，并在阳光下晾干和硬化。

中央体量设有一个开放式壁炉，用于烹饪食物和在寒冷的夜晚取暖。用当地采购的云母粘土 3D 打印的炊具取自新墨西哥州普韦布洛陶器的形式。

在卧室空间覆盖着羊皮、编织油条毛毯和靠垫，这些都是 Emerging Objects 与当地织布工Joshua Tafoya合作设计的。

弧形墙面上的方型小窗户与外部环境保持联系▽

第三个空间设有一个下沉式浴缸，周围环绕着黑色闪亮的滚落河石，浴缸从含水层中汲取水。

浴缸上方的圆形开口向天空开放▽

05

Mars Dune Alpha

模拟火星栖息地

设计丨 BIG and ICON

地区丨美国得克萨斯州

受年好莱坞电影《火星救援》的启发，ICON宣布将与bjarke ingels group (BIG)为 NASA在美国宇航局的约翰逊航天中心提供一个3D 打印的“火星沙丘阿尔法”栖息地，模拟一个真实的火星栖息地，以支持长期的探索级太空任务。

在其中进行三个为期一年的火星表面任务模拟序列，以此评估 NASA 的太空食品系统、未来太空任务的身体和行为健康及绩效结果。

火星沙丘阿尔法栖息地的生活将类似于生活在未来火星表面栖息地的人们的预期体验。四个私人船员宿舍将位于栖息地的一端；专用工作站、医疗站和食品种植站位于对面，中间有共享的生活空间。

△栖息地平面图

ICON 的下一代“vulcan”建筑系统将建造由bjarke ingels group (BIG)设计的 1,700 平方英尺的结构。

ICON 的联合创始人兼首席执行官 jason Ballard 评论说： “这是人类建造的最高保真度的模拟栖息地，进一步向我们说明3D打印建筑是人类在地球上和去月球、火星停留工具的重要组成部分。”

NASA正在招募参与者在3D 打印栖息地内进行为期一年的模拟模拟太空行走、科学研究和使用VR等任务，帮助宇航员了解他们实际在那里时将面临的挑战。

未来感十足的工作空间▽

推拉门后的控制室▽

生活区的拱形外壳结构垂直分割的不同天花板高度突出了每个区域的独特体验，以此避免空间单调和船员疲劳。

功能齐全的生活空间▽

美国宇航局将利用“火星沙丘阿尔法”栖息地的模拟研究来告知风险和资源交易，以支持宇航员在火星上的长期生活和工作。

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