Lewis og Clark fra Digital Building Frontier

Disse gifte arkitektene demokratiserer 3D-utskriftsprosessen ved å bruke materialer som er bestemt til søppelhaugen – som karripulver og kaffegrut – i stedet for gips og skum.

Virginia San Fratello og Ronald Rael på deres 3-D-printede hytte i bakgården deres i Oakland, California. De er pionerer i bruken av 3-D-utskriftsteknikker for å designe bygninger så vel som fartøy laget av rimelig salt, sand, karripulver, knuste drueskall og leire.

OAKLAND, California — På en beinkald dag her med vinterregnet falt ned, arkitektene Ronald Rael og Virginia San Fratello trakk seg tilbake til den koselige 3-D-printede hytta i bakgården.

En vegg av fuktige sukkulenter på fasaden blomstret til frodig liv, innebygd i rosettmønstrede fliser 3-D printet fra chardonnay-drueskall, sagflis og sement. Regndråper mønstret over 3D-fabrikerte keramiske helvetesild.

På innsiden endret en gjennomskinnelig bioplastvegg med skylignende virvler – ja, også 3D-printet – farger etter behov da Mr. Rael, med en klikker, skiftet fargetonene fra rosa til grønt til lilla, og badet interiøret i lys fra andre verden.

Det var bare nok en helg for paret, 3-D-utskriftspionerer som har utviklet nye teknikker for bærekraftig bygging, ofte ved å bruke rimelige avfallsmaterialer som gjørme, smuss, nøtteskall, kaffegrut og annet utkast som i hovedsak er gratis, sier Ms. sa San Fratello.

Underveis har de gjort 3D-utskrift billigere og mer tilgjengelig, ofte avhengig av lette skrivere for å lage arkitektoniske komponenter som kan settes sammen til store strukturer. Disse inkluderer Cabin of Curiosities-prototypen i bakgården deres.

San Fratello og Mr. Rael skaper komplekse og fantastiske former som ikke kunne skje på noen annen måte, sa Ellen Lupton, seniorkurator for moderne design ved Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum, som inkluderte arbeidet deres i fjor i showet sitt, The Senses: Design Beyond Vision, og anskaffet en Furry Curry Casserole 3-D printet fra karripulver. De har hybridhjernen til en arkitekt, en alkymist og en konditor, la fru Lupton til.

Arbeidene deres har blitt inkludert i de permanente samlingene til Museum of Modern Art, San Francisco Museum of Modern Art, samt Cooper Hewitt.

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

Mr. Rael og Ms. San Fratello, 47, er evangelister for 3D-saken: Han er professor i arkitektur og kunstpraksis ved University of California, Berkeley; hun er førsteamanuensis i design ved San Jose State. Studioet deres, Rael San Fratello, produserer elegante og litt merkelige design inspirert av eldgamle håndverkstradisjoner, som opprullet keramikk.

Selv om skjemaene er hentet fra urfolkskilder, er produksjonen av 3D-trykte fliser og andre komponenter alt annet enn. Mr. Rael og Ms. San Fratello distribuerer en forskjellige utskriftsmetoder s, ofte ved hjelp av en prosess oppfunnet ved Massachusetts Institute of Technology kalt binder jetting som består av et flytende materiale som sprayes på et tynt lag med pulver hundrevis eller tusenvis av ganger til en herdet gjenstand dukker opp. De to oppfant også en programvareapplikasjon for en 3D-skriver som ekstruderer våt leire og skyver den gjennom en dyse som en gigantisk tannkremtube.

En serie med leirekar kalt Bad Ombrés ble produsert ved denne ekstruderingsmetoden: navnet henspiller både på president Trumps kommentar om meksikanere og en betegnelse for gradvis blanding av en farge til en annen. Som mye av parets arbeid, gifter fartøyene seg med håndverk og nerde. Leiren bygges opp lag for lag, og produserer stripete mønstre og overflater som ligner strikking, komplett med knuter og løkker. Noen ganger vil koden fortelle skriveren om å slippe en søm, noe som skaper visuelt drama.

Som de dokumenterer i Printing Architecture: Innovative Recipes for 3D Printing, publisert i fjor, ligger gjørme deres hjerter kjært. Mr. Rael vokste opp i et adobehus bygget av oldefaren hans i en liten latinamerikansk landsby i San Luis-dalen i Colorado. Hans ungdommelige lekeplasser var adobeboliger i forskjellige forfallstilstander. Jeg ble fascinert av kaktusene som vokste på tak, strålene av lys og støv, sa han.

De møttes i 1995 på sin første dag på arkitektskole ved Columbia University, og reiste til Jemen for å utforske den gamle bymuren Shibam, en tett klynge av gamle leire-mursteinsbygninger ofte kalt skyskrapernes by i ørkenen.

Designet deres for en 3D-trykt frittstående adobe-struktur er for øyeblikket å se i utstillingen Nye byer, fremtidige ruiner ved grensen ved Rubin Center for Visual Arts ved University of Texas i El Paso (til og med 6. april).

Bilde

Kreditt...via Emerging Objects

Bilde

Kreditt...Olalekan Jeyifous

Det er også et produkt av et uvanlig grenseoverskridende samarbeid. Akkompagnert av sin 9 år gamle sønn, Mattias, samt keramikkstudenter, arkitekter, professorer og samfunnsmedlemmer, leder de leirespeiderekspedisjoner, spader og bøtter klar, og lokaliserer for eksempel en lapp bak en Subway-butikk i Texas eller en Juarez mursteinfabrikk. For prosjektet Zoquetes Fronterizos (Mud Frontiers) lærte elevene å måke gjørme inn i 3-D-skrivere, og bygge sirkulære adobe-strukturer på en mesa med utsikt over Juarez.

Grensen har vært et gjennomgående tema i deres arbeid. Mr. Rael skrev Borderwall som Architecture: A Manifesto for the U.S.-Mexico Boundary (2017) om alternativer til president Trumps vegg, mest alvorlige, men noen fantasifulle. De har laget en plakat, kalt Reunite, om familieseparasjoner ved grensen, som har blitt omgjort til en reklametavle på Amsterdam Avenue og 110th Street på Manhattan av For Freedoms, en ideell organisasjon for kunst.

Men det er parets status som Lewis og Clark i den digitale grensen som har imponert techno-cognoscenti. I stedet for å betale $600 for 30 pund standardmateriale som følger med skrivere, sa vi «Hei, la oss bruke salt!» forklarte San Fratello. Spinoff-selskapet deres, Emerging Objects, har nylig jobbet med 3D Potter på en ny type skriver for å utvikle lavkosthus ved hjelp av Adobe.

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

De nektet å akseptere det proprietære materialet som selges av 3D-skriverselskaper, sa Joshua G. Stein, professor ved Woodbury University i Burbank og meddirektør for Data Clay, en online database dedikert til keramikk og nye teknologier. De sa, la oss bare hacke ingrediensene og se hva vi kan gjøre.

Den internasjonale listen over designere som er engasjert i 3D-prosessen, kjent som additiv produksjon, utvides. Blant de mest profilerte er Joris Laarman fra Nederland , som startet sitt eget robotikkselskap og hvis store, teknisk komplekse metallmøbler har hentet inn hundretusenvis av dollar på auksjon. De DFAB-huset i Zürich , et samarbeid mellom det sveitsiske nasjonale senteret for kompetanse innen forskning og universitetsprofessorer, presser også grensen for digital bygning. Arkitekturen ble robotisk satt sammen og har et 3D-trykt smart platetak i fri form som veier halvparten av betong.

Mr. Rael og San Fratello er forpliktet til å demokratisere prosessen for sine unge akolytter og andre, og gjør det poenget at 3-D-utskrift fra resirkulerte materialer ellers bestemt til søppelhaugen, og gir avkall på kjøp av gipsplater og andre byggemateriell, er en mer bærekraftig designtilnærming. Ingredienser som karri og kaffegrut senker ikke bare kostnadene, de legger til en dæsj poesi, og beholder aromaen lenge etter å ha blitt forvandlet.

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

Å tilbringe tid på Mr. Raels graduate print FARM — Facility for Architecture, Research and Materials ved U.C. Berkeley College of Environmental Design, kommer til å føle seg litt som Lewis Carrolls Alice da hun tok sin første bit av soppen. Det er å møte en grå Seat Slug trykket av sement. En lett-som-en-fjær, stjerneformet Poof fra dekk som ble pulverisert og frysetørket. Det er å lure på merkelige kruseduller som ligner svarte lakrisskolisser.

Det er en fiasko, sa Rael om det bioplastiske byggematerialet som er ment å gjøre snø til mønstre på bygninger.

Noen av de mest fascinerende prosjektene er parets samarbeid med forskere. Disse inkluderer keramiske enheter for såing av koralllarver, ledet av Secore , en bevaringsorganisasjon som gjenoppretter korallrev. Dykkere har allerede plassert disse mikrohabitatene - som har små ben og ser ut som om de kan skitre over havbunnen - i truede skjær. 3D-utskriften tillater rask replikering.

Bilde

Kreditt...Talia Herman for The New York Times

Ms. San Fratello og Mr. Rael har også jobbet med naturvernere på keramiske hekkemoduler for de tykke sjøfuglene kjent som Cassins auklets, utenfor California-kysten. (Reirene må romme vekten av lolling sjøløver, og et privat rom for voksne borte fra de støyende ungene deres.)

Hjemme har Ms. San Fratello og Mr. Rael en 3D-skriver på spisebordet og bruker den til å produsere en og annen Captain Underpants-figur til Mattias. Deres hengivenhet til 3D-prosessen, sier de, er forbindelsen den gir mellom designeren og maskinen, et forhold tapt med masseproduksjon. Oppdraget deres er å skape gjenstander og strukturer som er vakre - og resolutt menneskelige.

Det er en kultur innebygd i materialene som omgir oss, observerte Mr. Rael. Vi har mistet intimiteten med materialer, deres taktilitet. Hvordan kan du være intim med skum?