意大利建筑师将建造世界上第一座3D打印“钢制外骨骼”模块化房屋

2021年9月22日，南极熊了解到，意大利的建筑和设计公司MASK建筑事务所宣称他们已经设计出了世界上第一个钢制3D打印的模块化房屋系列，该房屋将建造于撒丁岛的奥拉尼市。

这一项目被命名为 "Madre Natura "或 "Mother Nature"，房屋建造将使用一种名为EXOSTEEL的新型钢制3D打印 "外骨骼"建筑系统，它利用了荷兰3D打印技术供应商MX3D的技术和自动化公司KUKA的机械臂。

随着该项目的第一步设计完成，MASK建筑事务所正在寻找投资者，促使项目取得进一步成果，并且正在与MX3D公司达成双方协议，共同参与建设。

△MadreNatura开发项目中的3D打印房屋的效果图。图片来自MASK建筑事务所

Madre Natura 的设计理念

MASK建筑事务所从意大利雕塑家CostantinoNivola和他著名的 "La Madre "雕塑中汲取灵感，设计出了Madre Natura的居住区蓝图。据悉，他们将在奥拉尼的倾斜山坡上建造一个可持续发展的模块式住房。

Madre Natura将位于Nivola博物馆附近，并将成为一个与周围环境和谐统一的生活地标。设计工作室设想这个住宅群将作为当地社区的住房开发，最终形成一个小村庄。

该建筑项目将由多个心形的白色房屋组成，中央的"能源塔 "模仿Nivola的LaMadre雕塑的头部。每座建筑都将被设计成完全自给自足，能够承受撒丁岛的自然气候和天气条件。这些房屋将被建造成内置的空隙，引导撒丁岛的气流通过每栋建筑吹向开发项目的公共风力涡轮机，这些带动起来的涡轮机将为房屋提供电力。

每栋房屋还将有独立的能源管道，上面覆盖着太阳能电池板，可以收集太阳能，为房屋发电。容纳所有系统的主要中心能源塔将使用EXOSTEEL钢铁机器人3D打印技术建造。

△MadreNatura项目建成后的效果图。图片来自MASK建筑事务所

EXOSTEEL外骨架

一旦MASK建筑事务所的项目从设计概念转向实际施工，他们会将建筑三分之一高度的空心中心柱插入地下来建造房屋，该柱子将由支撑房屋三层的木梁来加固。每层楼都将被模仿房屋有机形状的面板所分割和支撑。

每个住宅都将使用EXOSTEEL钢制3D打印外骨骼建筑系统进行制作，该系统利用了MX3D的3D打印技术和库卡（KUKA）的机械臂。

MX3D专有的线弧增材制造（WAAM）技术旨在将工业机器人和动力源整合，将其转化为可以使用定向能量沉积（DED）3D打印工艺的3D打印机。

在此之前，该公司曾在阿姆斯特丹市中心打印了一座不锈钢桥，展示了其WAAM技术的能力。MX3D桥 "自2015年以来一直在筹备中，直到今年早些时候才揭开面纱，它涉及使用四个工业WAAM机器人协同工作，3D打印超过6000公斤的不锈钢。

对于Madre Natura项目，MASK建筑事务所希望利用MX3D的WAAM技术来3D打印房屋的所有结构件、柱子、承重梁和支撑单元。该计划是利用WAAM与带激光工具的KUKA机械臂集成，对钢粉进行3D打印，以建造建筑物的不同方面。

MASK建筑事务所目前正在寻找投资者，力图将该项目推向下一个阶段。不过在Madre Natura成为现实之前，他们的技术和设计仍需要一些完善。

MASK设计工作室也表示说："这只是我们的第一步，我们知道已经找到了一个解决方案，但还需要进一步改进它。我们正在设计大胆的有机房屋，以吸引这个领域更多人的目光，但我们也期待接下来的项目更加有突破性"。

总的来说，这似乎是一个关注空间合理化运用的项目。当然，在这些未来理想化的生态房屋在撒丁岛的山坡上建造完成之前，MASK有各种因素需要理顺，首先就是MX3D公司就其在该项目中的作用达成最终协议。如果成功，Madre Natura将为WAAM在建筑领域的潜在能力打下一个极为牢固的基础。

△WAAM 3D打印钢结构住宅的鸟瞰图。图片来自MASK建筑事务所

3D打印住房项目

随着建筑3D打印技术的可扩展性不断提高，它也被越来越多地用于商业住宅和社区的建设。这其中的例子就包括ICON为墨西哥低收入家庭建造的3D打印住房社区，以及PERI集团在瓦伦豪森建造的三层公寓楼。

同时在今年3月，加利福尼亚的初创公司MightyBuildings宣布计划在科切拉谷附近的一个5英亩的商业用地上3D打印15个生态友好型住宅。

在其他地方，有人已经探索了更多新颖的建筑3D打印方法，如WASP的可持续3D打印栖息地、TECLA、GAIA和 "尘埃之家"。这些结构是使用该公司的Crane WASP 3D打印机建造的，使用的是完全可回收的材料，符合WASP开发数字化制造工艺，推进循环经济原则的理念。