建築家、学者、エンジニア、建設専門家がこの技術の用途をこれまで以上に拡大することを見出しているため、建築における3Dプリンティングの使用は急速に増加傾向にある。3Dプリンティングが業界に革命をもたらすかどうかは、現在進行中の議論の問題である。
アディティブ・マニュファクチャリング（積層造形）」とも呼ばれる3Dプリンティングは、かつてどこにでもあったインクジェットプリンターに匹敵する。インクジェットは、インクのしずくを制御された方法で紙に吹き付けることで、文字や画像を作成する。これと同様に、3Dプリンターは、3次元のデジタルモデルから物理的な物体を作るために、材料ミックスを「印刷」または積層する。レイヤリングは制御され、オブジェクトが完成するまで何度も繰り返される。
建築や建設に3Dプリンティング技術を使用することで、高い精度と効率が得られる。反復的なプロセスにより時間が節約され、材料の無駄が減るなど、コストが削減される。3Dプリンティングは、建築家が新しいアイデアを生み出し、さまざまな素材を斬新な方法で試すことを可能にします。この技術は、住宅、特に持続可能な住宅の建設から様々なインフラプロジェクトまで、ますます多くの用途を見出している。
以下に紹介するプロジェクトは、3Dプリンティングのさまざまな実績と用途を紹介しています。
1. TECLA
テクノロジーと粘土を組み合わせた造語「TECLA（テクラ）」は、過去と未来のつながりを感じさせる3Dプリントによるプロトタイプ住宅だ。生の土を使って3Dプリントされた初のエコ・サステイナブル住宅のプロトタイプであるTECLAは、マリオ・クチネッラ・アーキテクツとWASP（世界先進節約プロジェクト）のコラボレーションによるもの。陶芸家のスズメバチにインスパイアされた形状を持つこのプロトタイプは、ヴァナキュラー建築の実践、気候研究、生物気候学の原則に関する研究の集大成である。TECLAは、世界中の緊急事態に対応する住宅を提供している。TECLAについては、Archelloの詳細記事をご覧ください。
アイントホーフェンにある「プロジェクト・マイルストーン」は、建築スタジオのHouben / Van Mierlo Architecten、開発・建設業者のVan Wijnen、アイントホーフェン工科大学、アイントホーフェン市の共同プロジェクトだ。世界初の居住可能な3Dコンクリートプリント住宅」と称されるこのプロジェクトには、5つの住宅がある。最初の住宅「The Eindhoven house」（写真）は2021年4月に引き渡された。近未来的なデザインで、「従来のコンクリートが非常に硬い形状であるのに対し、3Dプリント技術は自由な形状を与える」とファン・ワイネン氏は言う。
3. Chicon House
チコンハウスは「米国で初めて許可された3Dプリント住宅」だと、建設技術会社のアイコンは言う。この350平方フィート（32.5平方メートル）の住宅は、第一世代のVulcanプリンターを使い、数日間にわたり47時間でプリントされた。このプロジェクトは、アイコンと米国の非営利団体ニュー・ストーリーとのコラボレーションによるもので、開発途上国の住宅供給に特に焦点を当てて考案された。バルカン・プリンターは、「ハイチやエルサルバドルの農村部のように、電力が不安定で、飲料水が保証されず、技術支援もまばらな場所でよく見られる制約のもとで動作するように設計されています」とアイコンは言う。
4. Ashen Cabin
HANNAH Design Officeが設計したニューヨーク州北部のAshen Cabinは、自生するトネリコの木に破壊的な影響を及ぼしている侵略的な甲虫、Emerald Ash Borerへの対応の一環である。プロトタイプのキャビンは、木材とコンクリート建設にロボット工学と3Dプリントを活用している。高精度の3Dスキャンとロボットを使った製造技術を導入することで、侵入した "廃材 "は、豊富に入手可能で、手頃な価格の、持続可能な建築材料に生まれ変わります」とHANNAHは言う。3Dプリントされたコンクリートは、「型枠を必要とせず、製造工程で使用するコンクリートの量も最低限に抑えられます」と同スタジオは言う。3Dプリントは型枠の必要性をなくし、CO2排出量の削減にも貢献する。
DUS Architectsによるこの3Dプリント・アーバン・キャビンは、小さな隠れ家として設計された。アムステルダムにあるこの建物は、DUS Architectsによる3Dプリント・リヴィング・ラボの一部で、都市環境におけるコンパクトで持続可能な住居の利用を考える研究プロジェクトです。キャビン全体がバイオプラスチックから3Dプリントされており、この素材は完全にリサイクル可能で、再プリントも可能です。
サンパウロにあるドルチェ・グスト・ネオの旗艦店（トップ画像）は、ラテンアメリカ初の3Dプリントによる生分解性建物である。エストゥディオ・グート・レクエナが設計したこの建物は、アルゴリズムによって生成された。プレハブの構造体は集成材（Glulam/GLT）でできており、生分解性の石膏シェルで覆われている。再生建築の一例であるこの仮設建築は、約2年で解体され、木材はリサイクルされ、漆喰は粉砕されて農業用肥料として利用される。
7. LEI House 3D Printed Pavilion
AZL Architectsが設計したこのパビリオンは、中国浙江省塘路市にあるLEIハウスの中庭にあり、3Dプリントされた半透明のPLAレンガで作られている。PLA（ポリ乳酸）は植物由来の生分解性プラスチックで、その印刷可能性と汎用性により3Dプリンティングで人気がある。
8. Striatus Masonry Footbridge
イタリアのベネチアにあるアーチ型の3Dコンクリートプリント石積み橋「Striatus」は、チューリッヒ工科大学のブロック研究グループ、ザハ・ハディド・アーキテクツのコンピュテーション＆デザイン・グループ、建材・骨材メーカーのホルシムのコラボレーションによるものだ。橋は3Dプリントされたコンクリートブロックで構成され、モルタルを使わずに組み立てられている。コンクリートは、主要な構造力に直交する層でプリントされ、補強を必要としない "筋状の "圧縮のみのフニクラ構造を作り出しています」とザハ・ハディド・アーキテクツは言う。
9. MX3D Bridge
Joris Laarman StudioがArupと共同で設計し、MX3Dが実現したアムステルダムのMX3D Bridgeは、長さ12メートル（約39フィート）の3Dプリントによるステンレス鋼の橋である。このプロジェクトでは、「コンピュテーショナル・デザインと3Dプリントを組み合わせることで、設計と製造の両プロセスを合理化し、デザイナーはより大きな（形の）自由度を追求し、納期を短縮することができます」とアラップは言う。
プラハのVýstavištěトラム停留所は、So Concreteによって設計・実現された。この構造物は超高性能コンクリート（UHPC）を使って3Dプリントされ、その基本形は24時間以内に完成した。「UHPCの特性により、最小限の鋼材でこのような微妙な自立構造を製造することが可能です」とSo Concreteは言う。「ロボット3Dプリントは、型や型枠を使用することなく、複雑な形状を製造することが可能です」。
