1981 m. Dr. Hideo Kodama išrado pirmąją greitojo prototipų kūrimo mašiną. Po poros metų, 1986 m., Chuckas Hullas pateikė pirmąjį stereolitografijos (SLA) patentą. Nors tuo metu tai nebuvo akivaizdu, abu išradėjai visiems laikams pakeitė gamybos kryptį. Vienas iš svarbiausių 3D spausdinimo privalumų – galimybė įspūdingu greičiu ir tikslumu materializuoti sudėtingas konstrukcijas, kartu naudojant konkretų reikiamos medžiagos kiekį ir taip mažinant atliekų kiekį. Kartu 3D spausdinimo technologija taip pat demokratizuoja gamybą, nes leidžia mažoms įmonėms ir privatiems asmenims dalyvauti gaminant savo užsakomuosius komponentus.

Nors architektai puikiai supranta šios technologijos naudą ir yra matę daugybę 3D spausdinimo taikymo atvejų, jų mastas išlieka gana nedidelis, rašo Architizer. Architektūros ir statybos srityje 3D spausdinimas dažniausiai naudojamas ne pačiam projektui, o realių projektų modeliams spausdinti. Tokie klausimai kaip techniniai apribojimai, didelio masto spausdintuvų trūkumas, taip pat susirūpinimas dėl medžiagų patvarumo kelia didelių sunkumų. Vis dėlto, kas būtų, jei galėtume 3D spausdintuvu atspausdinti ištisus miestus? Kokias ateities sąlygas ir pritaikymo galimybes atvertų ši technologija?

01 scenarijus: žiedinis metropolis

2060 m. Miuncheno pakraštyje įsikūręs naujai įkurtas miestas, visiškai pastatytas naudojant ekologiškas 3D spausdinimo medžiagas. Sienos, perdangos ir stogai pagaminti iš betono, susintetinto iš vietoje esančio vandens ir dirvožemio. Langams ir stiklo plokštėms naudojama neskaidoma derva, o baldai ir ūkinės paskirties prietaisai spausdinami 3D spausdintuvu, naudojant vietinės kilmės metalus ir lydinius. Žiedinis metropolis pirmiausia yra mokslinių tyrimų centras ir namai inovatoriams, įgijusiems medžiagotyros specialybę ir siekiantiems sukurti tvirtus ir ilgaamžius medžiagų kompozitus.

2022 m. baigtas statyti namas „House Zero”, esantis Ostine, Teksase. Projektas įgyvendintas naudojant 9500 svarų sveriantį robotą, kuris 3D spausdintuvu atspausdino visas gyvenamojo namo sienas iš patentuotos cementinės medžiagos, pavadintos „Lavacrete”, izoliacijos ir šiek tiek armuojančio plieno. Medžiaga užtikrina geresnę izoliaciją, suformuoja sandarią sieną, kuri sulėtina šilumos perdavimą į namą.

02 scenarijus: greitosios pagalbos nelaimės zona

2043 m. birželio 19 d. San Franciską nusiaubia didelis cunamis ir sunaikina didžiąją dalį miesto. Per kelias dienas po nelaimės panaudojami didelio masto 3D spausdintuvai, kurie vos per porą valandų sukuria laikinas prieglaudas. Per kitus mėnesius gyventojai prisideda prie savo namų ir miesto infrastruktūros atstatymo, kurdami komponentus ir pateikdami juos 3D spausdinimo robotams, išsidėsčiusiems visame mieste. Siekiant apsisaugoti nuo būsimų potvynių, įrengiamos 3D spausdintuvu atspausdintos užtvankos ir barjerai, todėl San Franciskas tampa miesto dizaino modeliu, skirtu reaguoti į nelaimes.

2021 m. Venecijos architektūros bienalėje Giardini della Marinaressa buvo eksponuojamas arkinis mūrinis pėsčiųjų tiltas, sudarytas iš 3D spausdintuvu atspausdintų betono blokelių, kuriems nereikia skiedinio ar armatūros. Ši dryžuota, tik suspaudimo principu veikianti konstrukcija, žinoma pavadinimu Striatus, yra pagaminta iš lanksčių, tarpusavyje susisiekiančių statybinių blokų, kuriuos būtų galima išardyti ir vėl surinkti, kad jie atitiktų bet kokį kontekstą ar funkcinius reikalavimus.

03 scenarijus: paveldo išsaugojimo rajonas

2037 m. Atėnų Akropolio restauravimo darbai eina į pabaigą. Naudojant tikslias 3D spausdintuvu atspausdintas pažeistų pastato elementų kopijas, pagaminama nemažai dalių, kuriomis užpildomos senovinių šventyklų spragos. Komponentai spausdinami 3D spausdintuvu iš specialaus pigmento, pagaminto iš marmuro dulkių, taip užtikrinant ilgaamžiškumą ir patvarumą, o kartu sklandžiai įsiliejant į esamą istorinę struktūrą. Projekto sėkmė paskatino naują konservavimo programą, kuria siekiama tais pačiais procesais ir technologijomis restauruoti daugybę nykstančių neoklasicistinių pastatų, šiuo metu išsibarsčiusių istoriniame Atėnų centre.

2023 m. buvo baigtas projektas New Delft Blue istoriniame Olandijos mieste Delfte. Integruojant 3D molio spausdinimą, kompiuterinį dizainą ir tradicines glazūravimo technikas, New Delft Blue sukūrė precedentą, naujai interpretuodamas tradicinį keramikos ornamentą ir kurdamas jo šiuolaikinę XXI a. versiją, atskleisdamas naują architektūrinio restauravimo potencialą, pagrįstą Delfto mėlynojo porceliano dizaino kalba.

04 scenarijus: Marso kolonija

2100 m. Marse, naudojant tik 3D spausdinimo technologiją ir vietines (t. y. tarpplanetines) medžiagas, sukuriama savarankiška kolonija. Koloniją sudaro kupolai ir tuneliai, skirti apsaugoti gyventojus nuo atšiaurių Marso sąlygų. Kolonistai 3D spausdintuvais kuria patvarius ir izoliuotus statinius, pagamintus iš regolito  (dirvožemio), kurie veikia kaip šiltnamiai, aprūpinantys šviežiu maistu, pastogės ir perdirbimo centrai. Dėl šių nežemiškų 3D spausdintuvų portatyvumo ir paprastumo naudoti kolonistai gali statyti papildomas konstrukcijas, kad galėtų apgyvendinti vis didėjančią bendruomenę.

Darako kaimas yra Irano vietovė, kur jūra supa dykumos smėlio kopas. 2025 m. bus baigtas statyti Smėlio Darako paviljonas. Statinys materializuojamas specialiu 3D spausdintuvu, kuriam galima naudoti endemines medžiagas, pavyzdžiui, molį ir smėlį. Tuo pat metu, taikant sluoksnis po sluoksnio statybos metodą, forma palaipsniui kuriama nedarant jokios žalos ar netrikdant aplinkos ir natūralios aplinkos.

Šis šiuo metu įgyvendinamų projektų ir galimų ateities architektūrinių scenarijų sugretinimas atskleidžia didžiulį 3D spausdinimo potencialą. Ekologiškos medžiagos, pritaikomi detalių rinkiniai, tikslūs architektūrinio restauravimo komponentai, taip pat kontekstą tausojantys statybos būdai – visa tai yra praktika, kuri jau pradedama taikyti 3D spausdinimo pramonėje. Žvelgiant į šiandieninius projektus kaip į architektūrinius ir technologinius prototipus, skatinamas siekis toliau plėtoti šias metodikas ir kurti ateitį, kurioje tvari, inovatyvi ir kontekstą gerbianti architektūra ir – dar svarbiau – jos materializavimas taps realybe.