为人道主义项目服务的3D打印

近几十年来，通过 3D 打印建造已经广泛发展。增材制造使建筑公司能够以前所未有的速度建造，同时最大限度地减少浪费和劳动力。此外，由于采用 3D 打印，与传统方法相比，施工成本显着降低。这项技术还使设计师能够创造出令人印象深刻的复杂几何和建筑设计，否则这是不可能实现的。因此，建筑领域的 3D 打印有望实现大规模增长也就不足为奇了——事实上，预计到 2023 年将达到 1.144 亿美元。利用她提供的效率、低成本和耐用性，

3D 打印与住房危机

根据Abbé Pierre Foundation 制作的2020 年法国贫困住房状况报告，目前有 400 万人住房条件较差，要么被剥夺住房，要么生活在非常困难的住房条件下。它写道：“  400 万人住房条件差或缺乏个人住房。除了这些最严重的情况外，还有 1210 万人在不同程度上受到住房危机的影响。总的来说，如果不重复计算，将近 1500 万人以一种或另一种方式受到住房危机的影响。令人担忧的统计数据，在 COVID-19 危机之后并未下降。面对这些挑战，3D 打印可以发挥作用。

认识到这些问题后，ICON 等公司试图通过增材制造技术寻找创新解决方案。3D 打印不仅提供了更快、更便宜的建造潜力，而且还减少了所需的人力。对于 ICON 的联合创始人 Jason Ballard 来说，增材制造方法在该领域的潜力经常被忽视。他解释说：“ 传统的施工方法有许多缺点和内在问题，我们长期以来认为这是理所当然的，以至于我们忘记了如何想象替代方案。Jason Ballard 解释说，这就是 3D 打印的用武之地。” 使用 3D 打印，您不仅拥有连续的热封套、高热质量和接近零的浪费率，而且还拥有速度、更广泛的设计调色板、“下一级的弹性”以及在可访问性方面实现巨大飞跃的可能性。不是好 10%，而是好 10 倍”。

Jason Ballard 所描述的可访问性的“飞跃”毫不夸张。HomeAdvisor 估计建造房屋的成本（通过传统方法）平均在 154,273 美元到 478,200 美元之间。另一方面，ICON 计划仅花费 4,000 美元，比 HomeAdvisor 估计的高价范围低一百多倍。一些公司没有利用这种情况，而是出于人道主义目的使用增材制造技术。

例如，ICON 建立了 Community First！镇。一个为有住房问题的人提供永久性和经济适用房的社区。社区由一个46平方米的3D打印“欢迎中心”和3个37平方米的房屋组成，每一个3D打印出来的房子都一个接一个，为社区的居民组成六栋房子。每栋房子都有一间卧室、一间浴室、一间客厅、一间浴室和一个门廊。据 ICON 称，其Lavacrete 3D 打印技术能够建造能够抵御火灾、洪水和其他自然灾害的结构，这些自然灾害历来是美国许多地区房屋毁坏的原因。

因此，这些房屋不仅是自然灾害后房屋损失的潜在解决方案，而且它们本身也是针对新住房问题的预防措施。社区第一村！目前是美国唯一一家由非营利组织 Mobile Loaves & Fishes 创建的同类产品。它为其他项目铺平了道路。事实上，去年，美国混凝土专家 QUIKRETE 和 Contour Crafting Corporation 宣布，他们将联手为洛杉矶的无家可归者建造房屋。

ICON 的活动不仅限于美国。正如公司本身所指出的，目前世界各地的住房都出现了三个关键问题：第一，一个平均工资的人买不起房子；其次，建房不可持续，效率低下，会产生大量垃圾。最后，世界上有超过 10 亿人没有足够的住房。2019 年，ICON、New Story 和 ECHALE在塔巴斯科州揭开了第一个 3D 打印社区的面纱， 在墨西哥。该社区由 50 所房屋组成，每一所房屋都捐给了一个当地家庭，他们以前生​​活在极度贫困和不安全的临时避难所中。每间房子都是 46 平方米，使用 ICON 的机器人技术、软件和先进材料在几天内大约 24 小时内进行了 3D 打印。

3D打印在学校和社会基础设施建设中的作用

其他公司，例如 Thinking Huts 和 14Trees，也将 3D 打印用于人道主义目的，在缺乏资金和资源的地区建设社会基础设施，包括学校。对于 14Trees 来说，增材制造是解决马拉维 36,000 多间教室积压的解决方案，如果使用当前的建造方法，这将需要 70 多年的时间。公司评论：“ 我们不得不改变我们的建筑方式，以便这一代的每个孩子都能上学。用于建筑的 3D 打印是加快建筑时间、降低这些建筑的总成本同时减少碳足迹的绝佳机会。这适用于学校，也适用于家庭和任何社会基础设施（例如诊所）。在马拉维，我们已经证明，与传统方法相比，可以在不到 12 小时的时间内打印出房屋的墙壁，同时减少多达 70% 的碳足迹。”

New Story 首席执行官 Brett Hagler 也表示：“ 我们相信挑战传统方式是我们的责任。这些永远不会惠及需要安全家园的十亿人。挑战我们的假设、数据驱动的迭代和对创新想法的计算风险承担，将使我们能够以指数级和更快的速度为更多家庭提供最佳解决方案。” 3D 打印作为一种构建方法来实现世界各地许多人所需的社会基础设施，占有独特的地位。

技术面临哪些障碍？

作为一个本质上是社会问题而不是实际问题，住房危机不能通过单独的建设、附加或其他方式来解决。Thinking Huts创始人Maggie Grout 表示，“ 最大的挑战是资金，特别是因为我们希望将这种高增长技术应用于人道主义目标。” New Story 的首席运营官 Alexandria Lafci 也有这种看法，她说：“ 移动设备进入非洲的速度很慢，因为公司专注于利润更高的市场。但是看看手机在改变整个非洲大陆的经济和生计方面所产生的影响。我们不是等待利润的动力为南方带来建设进展，而是加速创新，例如房屋的 3D 打印，这可以成为结束无家可归的有力工具。

用于建筑的 3D 打印，虽然它无疑是解决与缺乏社会基础设施相关的问题，尤其是住房和教育危机的创新和有效方法，但首先需要资金和支持。由于目前建筑领域的增材制造方法还远未完成，学校的某些部分无法进行 3D 打印，因此更是如此。这些部分包括屋顶、门窗，Thinking Huts 打算完全用当地材料制造。然而，在以人道主义为重点的建设的支持下，3D 打印有可能彻底改变世界各地社区的日常生活。

目前，有超过2.6亿儿童无法接受教育。自大流行开始以来，这一数字仅增加了，而大流行本身就是造成全球超过 10 亿儿童流离失所的原因。当我们请 Maggie Grout 描述她创立的企业时，她解释说 Thinking Huts 是“ 一个非营利组织，旨在通过解决方案、创新和人道主义技术来改善全球教育机会。我们正在寻求利用增材制造与最需要他们的社区一起建造 3D 打印学校。”

Thinking Huts 从马达加斯加的一个站点开始，计划在今年晚些时候开设第一所 3D 打印学校，并计划再开设三所学校。该组织甚至希望有朝一日将其活动扩展到津巴布韦、马拉维、巴基斯坦、印度和南非。虽然 Thinking Huts 项目的核心目标是扩大受教育的机会，但该公司也在寻求“ 找到在技术与当地社区之间建立协同作用的方法”。Maggie Grout 希望雇用当地劳动力并参与发展中社区的经济活动，并支持技术转让，这与 New Story 的首席运营官 Lafci 对手机对社区影响的评论相呼应。非洲经济。

同样，当我们向 14Trees 的首席执行官 François Perrot 询问建筑 3D 打印在应对住房和教育危机方面的潜在作用时，他回答说：“ 建筑用 3D 打印是解决住房和教育危机的绝佳解决方案。重要的是，打印所需的所有组件，从使用的墨水到控制机器人的团队，都在我们试图解决这些危机的国家/地区本地找到。这就是我们开始做的事情，与 LafargeHolcim 国家合作，在尽可能靠近我们打印的地方生产 3D 打印墨水，在整个价值链中创造就业机会，并将这项技术引入当地人口。我们看到了压倒性的积极响应！”。

这些组织指出的第二个障碍是建筑行业缺乏对 3D 打印技术的知识和意识。Maggie Grout 发现“  3D 打印在建筑行业还是比较陌生的。通常人们认为 3D 打印仅用于办公室的规模，它允许创建塑料物体。对于某些人来说，在建筑规模上可视化 3D 打印可能很困难。对于弗朗索瓦·佩罗来说，“ 用于建筑的 3D 打印仍然是一项新兴技术，我们必须面临许多挑战，例如设置工作现场、准备墨水或设计易于打印的房屋。”

通过与 LafargeHolcim 创新中心及其技术合作伙伴 COBOD 合作，14Trees 能够单独应对这些挑战。根据 François Perrot 的说法，“  3D 打印需要从建筑设计到交付的卓越表现，而正是这种卓越的执行力，我们正在构建和展示我们的项目。显然，虽然这项技术已经取得了一定程度的成功，但如果要在人道主义援助中产生广泛的影响，还需要进一步的研究和开发。

将 3D 打印用于建筑对于如何开发人道主义项目具有巨大的潜力，尤其是在解决住房和教育危机方面。该技术还在成本、耐用性和耐用性方面提供了相当大的优势。但是，要扩大其使用范围，还需要采取一些措施。要使这项技术产生真正的重大影响，它需要资金、影响力、研发和时间。