蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種名為沖擊打印的建筑方法，因其使用基于地球的材料而非水泥，因此具有可持續(xù)性。

沖擊打印技術(shù)通過高速沉積少量特制的泥土混合物，快速構(gòu)建墻壁和結(jié)構(gòu)。一個定制的機器人工具以每秒高達10米的速度擠出并射出材料，層層疊加。每次材料撞擊下層時，都能強力粘合，無需額外的粘合劑或干燥時間。

“我們開發(fā)了一個機器人工具和方法，可以將施工現(xiàn)場挖掘的普通材料轉(zhuǎn)化為可再次使用的建筑產(chǎn)品，成本低、效率高，與現(xiàn)有的工業(yè)化建筑方法，包括3D打印相比，顯著減少了二氧化碳排放?！碧K黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的項目負責人勞倫·瓦西博士在接受Ars Technica采訪時表示。

沖擊打印使用的泥土混合物主要由當?shù)夭牧辖M成，如挖掘的土壤、淤泥和粘土，這些材料通?？梢灾苯訌慕ㄖさ孬@得。目前，只需要大約1-2%的礦物穩(wěn)定劑，遠少于傳統(tǒng)混凝土中的水泥含量。

與混凝土3D打印相比，沖擊打印的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是它不需要在層與層之間暫停以等待材料固化，從而允許更快的建筑速度。該過程還具有高度的可定制性，能夠生產(chǎn)自由形式的設(shè)計和復(fù)雜的幾何形狀。

更重要的是，3D打印在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用并不總是環(huán)保的。通常，3D打印會使用水泥作為主要成分，而水泥是全球碳排放的一個主要來源，對全球二氧化碳排放量貢獻巨大。

另外，3D打印建筑時使用的添加劑可能會在建筑壽命終結(jié)時帶來問題。這些化學(xué)物質(zhì)常常使得建筑拆除后的材料難以回收利用。

研究團隊已經(jīng)利用沖擊打印技術(shù)成功建造了高達2米（約6.5英尺）的墻體和柱子。這些結(jié)構(gòu)在不依賴水泥等化學(xué)添加劑的情況下，也能承受相當大的負荷。目前，團隊正在探索整合加固技術(shù)，以擴展可建造結(jié)構(gòu)的類型和規(guī)模。

研究人員設(shè)想，沖擊打印技術(shù)不僅能用于工廠內(nèi)的預(yù)制構(gòu)件，還能直接在現(xiàn)場施工中應(yīng)用。他們已經(jīng)將這一技術(shù)與自動化建筑機械進行了適配，包括蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機器人系統(tǒng)實驗室研發(fā)的定制挖掘機HEAP。

研究團隊的長遠目標是優(yōu)化材料配方，減少對添加劑的依賴，實現(xiàn)整個建造過程的環(huán)保循環(huán)。這意味著，用沖擊打印技術(shù)建造的結(jié)構(gòu)在未來拆除時，其材料可以被回收并用于新的建筑項目。

沖擊打印技術(shù)因其創(chuàng)新性已獲得業(yè)界認可，曾在2023年榮獲3D先鋒挑戰(zhàn)賽建筑類別的獎項。目前，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究團隊正致力于將這項技術(shù)推向市場，并計劃在接下來的一年內(nèi)建立一個預(yù)制構(gòu)件工廠。他們預(yù)計，采用沖擊打印技術(shù)制造的建筑產(chǎn)品有望在未來三年內(nèi)上市。