Tòa nhà in 3D

3D In Canal House là dự án xây dựng toàn diện đầu tiên của loại hình này để có được ra khỏi mặt đất. Chỉ trong một khoảng thời gian ngắn, Kamermaker đã được phát triển hơn nữa để tăng tốc độ sản xuất lên 300%. Tuy nhiên, tiến bộ chưa đủ nhanh để khẳng định danh hiệu 'Nhà in 3D đầu tiên trên thế giới'.[35]

Nhà ở đầu tiên ở châu Âu và CIS, được xây dựng bằng công nghệ xây dựng in 3D, là nhà ở Yaroslavl (Nga) với diện tích 298,5 mét vuông m. Các bức tường của tòa nhà được in bởi công ty SPECAVIA vào tháng 12 năm 2015. 600 phần tường được in tại cửa hàng và lắp ráp tại công trường. Sau khi hoàn thành kết cấu mái nhà và trang trí nội thất, công ty đã trình bày một tòa nhà 3D hoàn chỉnh vào tháng 10 năm 2017.[36] Tính đặc thù của dự án này là lần đầu tiên trên thế giới, toàn bộ chu kỳ công nghệ xây dựng đã được thông qua: thiết kế, có được giấy phép xây dựng, đăng ký tòa nhà, kết nối tất cả các hệ thống kỹ thuật. Một tính năng quan trọng của ngôi nhà 3D ở Yaroslavl, cũng phân biệt dự án này với các dự án khác đó là đây không phải là một cấu trúc trưng bày, mà là một tòa nhà dân cư chính thức. Hôm nay nó là nhà của một gia đình bình thường thực sự.

Các dự án trình diễn của Hà Lan và Trung Quốc đang dần xây dựng các tòa nhà in 3D ở Trung Quốc,[37] Dubai[38] và Hà Lan.[39] Sử dụng nỗ lực để giáo dục công chúng cho các khả năng của công nghệ xây dựng dựa trên thực vật mới và thúc đẩy sự đổi mới lớn hơn trong in ấn 3D của các tòa nhà dân cư.[40][41] Một ngôi nhà bê tông nhỏ được in 3D vào năm 2017.[42]

Tòa nhà theo yêu cầu (BOD), ngôi nhà in 3D đầu tiên ở châu Âu, là một dự án do 3DPrinthuset dẫn đầu cho một khách sạn văn phòng in 3D nhỏ ở Copenhagen, khu vực Nordhavn. Tính đến tháng 11 năm 2017, tòa nhà đang trong giai đoạn cuối cùng của việc áp dụng đồ đạc và tấm lợp, trong khi tất cả các bộ phận 3DPrinted đã được hoàn thành đầy đủ. Tòa nhà cũng là tòa nhà cố định được in 3D đầu tiên, với tất cả các giấy phép tại chỗ và được chính quyền chấp thuận hoàn toàn[43].

Cầu in 3D

Tại Tây Ban Nha, cây cầu đi bộ đầu tiên được in bằng hình ảnh 3D trên thế giới (3DBRIDGE) đã được khánh thành vào ngày 14 tháng 12 năm 2016 tại công viên đô thị Castilla-La Mancha ở Alcobendas, Madrid[44]. Công nghệ 3DBUILD được phát triển bởi ACCIONA, người chịu trách nhiệm về thiết kế kết cấu, phát triển vật liệu và sản xuất các phần tử in 3D[45]. Cây cầu có tổng chiều dài 12 mét và chiều rộng 1,75 mét và được in bằng bê tông cốt thép vi mô. Thiết kế kiến trúc được thực hiện bởi Viện Kiến trúc tiên tiến của Catalonia (IAAC).

Máy in 3D được sử dụng để xây dựng cầu đi bộ được sản xuất bởi D-Shape. Cây cầu in 3D phản ánh sự phức tạp của các hình thức tự nhiên và được phát triển thông qua thiết kế tham số và thiết kế tính toán, cho phép tối ưu hóa phân bố vật liệu và hiệu suất kết cấu, có thể sự dụng vật liệu chỉ khi cần thiết, tự do hoàn toàn về mặt hình dạng. Cầu đi bộ in 3D của Alcobendas là một cột mốc quan trọng cho ngành xây dựng ở cấp độ quốc tế, vì công nghệ in 3D quy mô lớn đã được áp dụng trong dự án này lần đầu tiên trong lĩnh vực xây dựng dân dụng trong không gian công cộng.

Các cấu trúc in ngoài Trái Đất

Việc in ấn các tòa nhà đã được đề xuất như một công nghệ đặc biệt hữu ích để xây dựng môi trường sống ngoài Trái Đất, chẳng hạn như nhà ở trên Mặt trăng hoặc Sao Hỏa. Tính đến năm 2013, Cơ quan Vũ trụ châu Âu đã làm việc với các đối tác Foster and Partners có trụ sở tại London để kiểm tra khả năng in các căn cứ mặt trăng bằng công nghệ in 3D thông thường.[46] Công ty kiến trúc đã đề xuất công nghệ máy in 3D xây dựng vào tháng 1 năm 2013 sẽ sử dụng vật liệu thô trên mặt trăng để sản xuất cấu trúc xây dựng mặt trăng trong khi sử dụng nhà ở cho động vật ở bên trong cấu trúc mặt trăng in cứng. Nhìn chung, các môi trường sống này sẽ chỉ yêu cầu mười phần trăm khối lượng cấu trúc được vận chuyển từ Trái Đất, trong khi vật liệu tại chỗ chiếm  90% khối lượng cấu trúc.[47]

Các cấu trúc hình vòm sẽ có dạng dây xích chịu lực, với sự hỗ trợ cấu trúc do cấu trúc tế bào kín cung cấp, gợi nhớ đến xương chim.[48] Theo quan niệm này,

đất trên mặt trăng in sẽ cung cấp "khả năng chống bức xạ và cách nhiệt" cho những người trên mặt trăng. Công nghệ xây dựng kết hợp vật liệu mặt trăng với oxit magiê sẽ biến "đất mặt trăng thành bột giấy có thể được phun để tạo thành khối" khi muối liên kết được áp dụng "chuyển đổi vật liệu này thành chất rắn giống như đá." Một loại bê tônglưu huỳnh cũng được hình dung.

Các thử nghiệm in 3D của một cấu trúc kiến trúc với vật liệu mô phỏng mặt trăng đã được hoàn thành, sử dụng một buồng chân không lớn trong một phòng thí nghiệm trên mặt đất.[49] Kỹ thuật này liên quan đến việc bơm chất lỏng liên kết dưới bề mặt của lớp đất mặt với một vòi phun máy in 3D, trong các thử nghiệm bị mắc kẹt với các hạt nhỏ kích cỡ  2 milimét (0,079 in) dưới bề mặt thông qualực mao dẫn. Máy in được sử dụng là D-Shape.[cần dẫn nguồn]

Một loạt các yếu tố cơ sở hạ tầng mặt trăng đã được hình thành bằng cách in cấu trúc 3D, bao gồm cả tấm lót, tường, chắn nổ, đường, nhà chứa máy bay và kho chứa nhiên liệu. Đầu năm 2014, NASA tài trợ một nghiên cứu nhỏ tại Đại học Nam California để phát triển hơn nữa kỹ thuật in 3D của Contour Crafting. Các ứng dụng tiềm năng của công nghệ này bao gồm việc xây dựng các cấu trúc mặt trăng của vật liệu có thể bao gồm tới 90% vật liệu mặt trăng với chỉ 10% vật liệu cần vận chuyển từ Trái Đất.[50]

NASA cũng đang xem xét một kỹ thuật khác có liên quan đến quá trình thiêu kết bụi mặt trăng sử dụng năng lượng vi sóng công suất thấp (1500 watt). Vật liệu mặt trăng sẽ bị ràng buộc bằng cách nung nóng đến 1.200 đến 1.500 °C (2.190 đến 2.730 °F), hơi thấp hơn điểm nóng chảy, để kết hợp bụi hạt nano thành một khối rắn giống như gốm, và sẽ không yêu cầu vận chuyển vật liệu chất kết dính từ Trái Đất theo yêu cầu của các phương pháp Foster + Partners, Contour Crafting và D-shape tới in ấn ngoài Trái Đất. Một kế hoạch cụ thể được đề xuất để xây dựng một cơ sở mặt trăng sử dụng kỹ thuật này sẽ được gọi là SinterHab, và sẽ sử dụng robot ATHLETE sáu chân JPL để tự hành hoặc xây dựng các cấu trúc mặt trăng bằng robot điều khiển từ xa.[51]