撒丁岛建筑和设计公司 MASK Architects 在撒丁岛奥拉尼市设计了据称是世界上第一个钢制3D打印模块化房屋系列。该项目名为“Madre Natura”或“Mother Nature”，将使用一种名为 EXOSTEEL 的新型钢3D打印“外骨骼”构造系统建造，该系统利用了荷兰 3D 打印技术供应商 MX3D 的技术和自动化公司 KUKA 的机械臂。

随着项目的第一个设计步骤完成，MASK Architects 正在寻找投资者以实现该项目，并且正在与 MX3D 达成一项共同协议，以便公司共同参与建设。

Madre Natura 开发项目中的 3D 打印房屋的渲染图。图片来自面具建筑师。

Madre Natura”概念

MASK Architects 的灵感来自意大利雕塑家 Costantino Nivola 和他著名的“La Madre”雕塑，用于设计 Madre Natura 栖息地。该项目将在 Orani 倾斜的山腰内建造一个模块化的住宅开发项目。Madre Natura 将位于尼沃拉博物馆附近，将成为与周围环境和谐融合的“生活地标”。设计工作室设想住宅群作为当地社区的住房开发项目，最终形成一个小村庄。

该开发项目将由多个心形白色房屋组成，中央“能源塔”模仿 Nivola 的 La Madre 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。这些房屋将建有内置空隙，引导撒丁岛的强风穿过每栋建筑，到达开发项目的公共风力涡轮机，该风力涡轮机将为家庭提供电力。每个家庭还将配备单独的能源管道，覆盖在太阳能电池板中，这些管道将收集太阳能为家庭发电。容纳所有系统的主要中心能源塔将使用 EXOSTEEL 钢制机器人 3D 打印技术建造。

渲染 Madre Natura 开发项目建成后的样子。图片来自面具建筑师。

EXOSTEEL 外骨骼

一旦该项目从设计概念转向物理施工，MASK Architects 计划通过将一个占建筑物高度三分之一的中空柱插入地面来建造房屋，该柱将通过支撑房屋三层楼的木梁进行加固。每层楼都将由模仿房屋有机形状的面板组成的外墙分隔和支撑。每个房屋都将使用 EXOSTEEL 钢 3D 打印外骨骼构造系统制造，该系统利用 MX3D 的 3D 打印技术和 KUKA 的机械臂。MX3D 专有的电弧增材制造 (WAAM) 技术旨在与工业机器人和电源集成，利用定向能量沉积 (DED) 3D 打印工艺将它们转换为 3D 打印机。

该公司此前曾在阿姆斯特丹市中心通过 3D 打印不锈钢桥展示了其 WAAM 技术的能力。 “MX3D Bridge”自 2015 年以来一直在筹备中，直到今年早些时候亮相，其中涉及使用四个工业 WAAM 机器人协同工作，3D 打印超过 6,000 公斤的不锈钢。对于 Madre Natura 项目，MASK Architects 希望利用 MX3D 的 WAAM 技术来 3D 打印房屋的“所有结构部件、柱子、承重梁和支撑元件”。该计划是使用 WAAM 与带有激光工具的 KUKA 机械臂集成来 3D 打印钢粉，以构建建筑物的不同方面。MASK Architects 目前正在寻找投资者将项目推向下一阶段，在 Madre Natura 成为现实之前，技术和设计还需要一些改进。设计工作室表示：“这只是第一步，我们知道我们已经找到了解决方案，但我们需要改进它。我们正在设计大胆、有机的房屋，以吸引该领域所有人的眼球，但接下来的项目应该更加时尚和锐利。”

WAAM 3D 打印钢制房屋外观的鸟瞰图。图片来自面具建筑师。

3D打印房屋项目

随着建筑 3D 打印的可扩展性不断提高，该技术正越来越多地用于建造商业住宅和社区。例子包括 ICON 为墨西哥低收入家庭设计的 3D 打印住宅社区，以及 PERI Group 在瓦伦豪森的增材制造三层公寓楼。与此同时，3 月，加州初创公司 Mighty Buildings 宣布计划在科切拉谷附近的一个占地 5 英亩的商业场地上 3D 打印 15 座环保住宅。

在其他地方，人们探索了更新颖的建筑 3D 打印方法，例如 WASP 的可持续 3D 打印栖息地、TECLA、GAIA 和“The House of Dust”。这些结构是使用公司的 Crane WASP 3D 打印机使用完全可回收材料建造的，符合 WASP 开发数字制造工艺以推进循环经济原则的使命。