Обычно 3D-печать ассоциируется с производством небольших предметов, таких как инструменты или медицинские импланты. Однако эта технология так же позволяет создавать более крупные конструкции, включая здания. Сейчас 3D-печать зданий находится на стадии разработки, но в будущем она может стать доступной и превратиться в коммерчески привлекательную альтернативу традиционному строительству. В конце концов 3D-печать как крупных строительных блоков, так и более мелких структурных элементов зданий поможет значительно снизить стоимость строительства домов и офисов.
Существуют два основных подхода к строительству зданий с помощью 3D-печати. Первый заключается в изготовлении отдельных деталей или модулей, которые затем собираются в единое целое, подобно тому как люди сами собирают мебель из IKEA 278. В некоторых проектах предполагается печатать целые участки стен или крыши, а затем собирать их на стройплощадке, как конструктор Lego. В конце 2020-х годов сборку модулей смогут взять на себя роботы.
Во-вторых, существует возможность печатать целые комнаты или модульные отсеки279. Такие модули обычно имеют квадратное или прямоугольное сечение и могут соединяться друг с другом, образуя разнообразные конфигурации. На стройплощадке их можно быстро установить на место с помощью крана. Это позволит свести к минимуму количество строительного мусора, а также неудобства, которые стройка обычно создает для живущих в окрестности. В 2014 году китайская компания WinSun продемонстрировала процесс возведения 10 модульных домов всего за 24 часа. При этом стоимость каждого дома была менее 5000 долларов280. Китай уже стал центром строительной 3D-печати и в ближайшие десятилетия будет остро нуждаться в улучшенных версиях этой технологии.
Альтернативным подходом является строительство целого дома как единого модуля, напечатанного по индивидуальному проекту281. Инженеры устанавливают на выделенной для здания площадке большую раму, на которой будет перемещаться сопло, укладывая слои материала, например бетона, на месте будущих стен. Возведение основного каркаса почти не требует ручного труда, но после завершения «коробки» рабочие должны будут установить окна и завершить кровельные и отделочные работы. В 2016 году компания HuaShang Tengda за 45 дней успешно напечатала двухэтажную виллу как единый модуль282. Сейчас эта технология начинает набирать популярность в США. В 2021 году фирма Alquist 3D построила первый дом для стороннего заказчика с помощью 3D-печати, а в 2023-м был возведен первый многоэтажный дом в Хьюстоне283. К концу десятилетия комбинация технологий 3D-печати больших и малых объектов и робототехники значительно расширит возможности строительства уникальных зданий, одновременно снизив его себестоимость.
Модульная 3D-печать зданий имеет ряд преимуществ, которые будут только расти по мере развития технологии. Прежде всего, она позволяет существенно снизить трудозатраты, что сделает базовые дома более доступными по цене. Сроки строительства значительно сокращаются, что, в свою очередь, снижает нагрузку на окружающую среду. На такой стройке будет меньше мусора и отходов, светового и шумового загрязнения, токсических выбросов, производственных опасностей для рабочих. Кроме того, она также будет создавать меньше препятствий дорожному движению. К тому же 3D-печать позволит использовать доступные в данной местности материалы для строительства зданий, вместо того чтобы везти за сотни километров такие стройматериалы, как лес или металл.
В будущем 3D-печать станет эффективным инструментом для ускорения и удешевления строительства небоскребов. Одной из ключевых проблем, с которой сталкиваются при возведении высотных зданий, является подъем рабочих и материалов на верхние этажи. Станок для 3D-печати в сочетании с автономными роботами сможет эффективно работать с материалами, которые будут подаваться с земли в жидкой форме, что проще и экономнее.