在過去的幾十年里，使用 3D 打印的建筑風靡全球。增材制造使建筑公司能夠以前所未有的速度建造，同時最大限度地減少浪費和勞動力。此外，通過3D 打印，與傳統方法相比，建造成本大大降低。該技術還允許設計師展示令人印象深刻的幾何復雜和建筑有趣的設計，否則這些設計是不可能創造出來的。因此，建筑 3D 打印將實現大規模增長也就不足為奇了。事實上，到 2023 年，全球使用 3D 打印的建筑市場預計將達到 1.144 億美元。

  建筑 3D 打印在人道主義援助中的作用

 

它的潛在盈利能力當然沒有被忽視，也沒有它作為一種向善力量的潛力。在過去的幾年中，一些倡議已經建立在這個概念之上。利用其提供的效率、低成本和可持續性，使用 3D 打印進行建筑已成為許多人道主義項目的核心，這些項目旨在解決從住房短缺、無家可歸到教育危機等全球性問題。 

 

建筑 3D 打印與住房危機

 

根據哈佛大學住房研究聯合中心 (JCHS) 發布的《國家住房狀況報告》，去年待售房屋的供應量處于至少 1982 年以來的最低水平。這一統計數據僅因大流行而惡化. 然而，美國面臨的不僅是住房短缺，而且建筑工人持續短缺，這反過來又阻礙了新房的開發。JCHS 報告稱，建筑工人的平均職位空缺數量達到了至少自 2001 年以來的最高水平，大約 321,000 個職位需要在 2019 年填補。此外，美國還面臨著負擔能力危機。據福布斯報道，盡管整體經濟下滑，但房價在去年飆升，全國各地的美國人都在努力買房。 

 

認識到這些問題后，ICON 等公司已嘗試在增材制造技術中尋找創新解決方案。3D 打印不僅提供了更快、更便宜的建造潛力，而且還減少了體力勞動者的數量。因此，3D 打印還能夠應對美國待售房屋的供應短缺問題。對于 3D 打印建筑公司 ICON 的聯合創始人 Jason Ballard 來說，增材制造方法在該領域的潛力常常被忽視，他補充道，“傳統的施工方法有許多根深蒂固的缺點和問題，我們長期以來一直認為這是理所當然的，以至于我們忘記了如何想象任何替代方案。” 這就是 3D 打印的用武之地，巴拉德解釋說，“通過 3D 打印，您不僅擁有連續的熱封套、高熱質量和接近零浪費，而且還擁有速度、更廣泛的設計調色板、更高級別的彈性以及在可負擔性方面實現巨大飛躍的可能性. 這不是好 10%，而是好 10 倍”。巴拉德尚未被證明是錯誤的。 

 

建筑 3D 打印在人道主義援助中的作用

 

巴拉德描述的可負擔性的“巨大飛躍”毫不夸張。著名的數字住房市場 HomeAdvisor 估計，建造房屋的成本（通過傳統方法）平均在 154,273 美元到 478,200 美元之間。然而，ICON 預計只需4000 美元，比 HomeAdvisor 估計的上限低一百多倍。一些公司沒有利用這一點，而是將增材制造技術用于人道主義驅動的目標。

 

例如，ICON 已經建立了社區第一！村莊。為長期無家可歸者提供可負擔的永久住房社區。該社區由 3D 打印的 500 平方英尺組成。“歡迎中心”和三個 400 平方英尺。每個家庭一次 3D 打印一個，用于社區居民的一系列六個家庭。每個家庭都設有一間臥室、一間浴室、一間客廳、一間浴室和一個享有德克薩斯日落一覽無余的門廊。據 ICON 稱，其Lavacrete 3D 打印技術能夠建造能夠抵御火災、洪水和其他自然災害的結構，這些自然災害在歷史上曾導致美國許多地區的房屋遭到破壞

 

因此，這些房屋不僅是自然災害后房屋損失的潛在解決方案，而且本身也是防止房屋進一步損失的預防措施。社區第一！Village 目前是美國唯一一家來自非營利組織 Mobile Loaves & Fishes 的同類產品。然而，它的存在本身就為更多的事情鋪平了道路。事實上，就在去年，美國混凝土專家 QUIKRETE 和 Contour Crafting Corporation 宣布他們將合作為洛杉磯的無家可歸者建造房屋 

。

ICON 的業務不僅限于美國，也沒有任何意義。正如公司本身所說，目前全球住房面臨三個關鍵問題：第一，普通人買不起房；二是建房不可持續，效率低下，浪費大；最后，世界上有超過 10 億人缺乏足夠的住所。2019 年，ICON、New Story 和 ÉCHALE 在墨西哥塔巴斯科推出了首個 3D 打印社區。該社區有 50 所房屋，每所房屋都被授予一個以前生活在極端貧困和臨時、不安全的庇護所中的當地家庭。每個房屋面積為 500 平方英尺，并在幾天內使用 ICON 的機器人技術、軟件和先進材料在大約 24 小時內進行了 3D 打印。 

 

建筑 3D 打印在人道主義援助中的作用

 

建筑 3D 打印在建設學校和社會基礎設施中的作用

 

Thinking Huts 和 14Trees 等其他公司也將建筑 3D 打印用于人道主義用途，通過使用該技術在缺乏資金和資源以傳統方法創建它們的地區建造社會基礎設施，特別是學校。對于 14Trees 來說，增材制造是解決馬拉維 36,000 多間教室積壓的解決方案，使用當前的施工方法需要 70 多年的時間。公司評價，“我們需要顛覆我們的建造方式，以便今天這一代的每個孩子都能上學。建筑 3D 打印是加快施工時間、降低建筑總成本同時減少碳足跡的絕佳機會。這適用于學校，也適用于家庭和/或任何社會基礎設施（例如診所）。在馬拉維，我們展示了可以在不到 12 小時內‘打印’房屋的墻壁，與傳統方法相比，該房屋的二氧化碳排放量減少了高達 70%。”

 

New Story 的首席執行官 Brett Hagler 同樣表示：“我們認為挑戰傳統方法是我們的??責任。線性方法永遠無法覆蓋十億以上需要安全家園的人。挑戰我們的假設，根據數據進行迭代，并為創新想法承擔計算風險，這將使我們能夠以指數級速度更快地為更多家庭提供最佳解決方案。” 3D 打印作為一種建筑方法具有獨特的定位，可以實現世界各地如此多的人所需要的社會基礎設施。 

 

技術在這個角色中面臨哪些障礙？

 

作為一個主要的社會問題，而不是實際問題，住房危機不能僅通過建設、附加或其他方式來解決。根據Thinking Huts創始人 Maggie Grout 的說法  ，  “最大的挑戰是資金，尤其是當我們旨在將這種高速增長的技術應用于人道主義目標時。” New Story 的首席運營官 Alexandria Lafci 反映了這種情緒，他說，“移動設備進入非洲需要很長時間，因為公司專注于更有利可圖的市場。但看看手機在改變整個大陸的經濟和生計方面的影響。我們沒有等待利潤動機為全球南方帶來建設進步，而是快速跟蹤諸如 3D 家庭打印之類的創新，它可以成為結束無家可歸的有力工具”。

 

建筑 3D 打印無疑是解決與缺乏社會基礎設施有關的問題，特別是住房和教育危機的一種創新和有效的方法，但首先需要資金和支持。尤其如此，因為當前的建筑增材制造方法還遠未全面，學校的某些部分無法進行 3D 打印。這些部件包括屋頂、門窗，Thinking Huts 打算完全用當地采購的材料制造。然而，在以人道主義為重點的建筑支持下，3D 打印有可能徹底改變全球社區的日常生活。

 

建筑 3D 打印在人道主義援助中的作用

 

目前，有超過 2.6 億兒童無法接受教育。自大流行開始以來，這一數字才有所增加，而大流行本身就是造成全球超過 10 億兒童流離失所的原因。當我們請 Maggie Grout 描述她創立的公司時，她解釋說 Thinking Huts 是“一個旨在通過創新、人道主義驅動的技術解決方案來增加全球教育機會的非營利組織。我們尋求利用增材制造與最需要他們的社區建立 3D 打印學校”。

 

從馬達加斯加的一個地點開始，Thinking Huts 打算在今年晚些時候開設他們的第一所 3D 打印學校，并計劃再開設三所學校。該組織甚至希望有朝一日將其業務擴展到津巴布韋、馬拉維、巴基斯坦、印度和南非。雖然 Thinking Huts 項目的中心重點是擴大教育機會，但該公司還尋求“找到在技術與當地社區之間創造協同效應的方法”。Grout 希望雇傭當地勞動力，讓發展中社區的經濟參與進來，并支持技術轉讓，這與 New Story 首席運營官 Lafci 關于手機對非洲經濟影響的評論相呼應。  

 

同樣，當我們向 14Trees 董事總經理 Francois Perrot 詢問建筑 3D 打印在應對住房和教育危機方面的潛在作用時，他回答說：“建筑 3D 打印是解決住房和教育危機的絕佳解決方案。重要的是，打印所需的所有組件，從使用的墨水到控制機器人的團隊，都在我們試圖解決這些危機的國家本地找到。這就是我們已經開始做的事情，與 LafargeHolcim 國家合作，在盡可能靠近我們打印地點的地方生產 3D 打印墨水，在整個價值鏈中創造就業機會，并將該技術介紹給當地人。我們已經看到了非常積極的回應！”。 

 

建筑 3D 打印在人道主義援助中的作用

 

這些組織指出的第二個障礙是在建筑 3D 打印技術方面缺乏知識和意識。Grout 發現“建筑領域的 3D 打印仍然相對未知。通常，人們認為 3D 打印僅用于桌面規模并創建基于塑料的對象。對于某些人來說，很難想象建筑規模的 3D 打印”。Perrot 評論說：“建筑 3D 打印仍然是一項新興技術，我們面臨著許多挑戰，包括工作現場的設置、墨水的制備或房屋的設計以易于‘打印’”。

 

通過與拉法基豪瑞創新中心和技術合作伙伴 COBOD 合作，14Trees 能夠單獨應對這些挑戰。根據 Perrot 的說法，“3D 打印需要從建筑物的設計到交付的卓越表現，這就是我們現在正在建造和展示我們的項目的卓越執行力”。 顯然，雖然該技術已經取得了一定程度的成功，但仍需要對建筑 3D 打印進行更多的研究和開發，才能在人道主義援助中產生真正成功和廣泛的影響。 

 

將 3D 打印用于建筑具有巨大的潛力，可以對人道主義援助的實施方式產生積極影響，特別是在解決住房和教育危機方面。在可負擔性、可持續性和耐用性方面，該技術還具有顯著優勢。但是，為了擴大建筑 3D 打印的使用范圍，仍然需要采取一些步驟。要使技術產生真正重要的影響，它需要資金、影響力、研發和時間。美國的一些政府機構越來越多地采用 3D 打印，特別是海軍、軍隊和美國宇航局。