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混凝土是世界上使用最多的建筑材料，然而，為了讓混凝土以自由的形態構筑建筑時，它需要由不同材質的模板進行支撐，因為它要從流體材料硬化過渡到有形的固體結構。但模板可能是昂貴的，幾乎占材料成本的50%，甚至非標準元素會達到80%~90%，這是目前業內較大的痛點之一。

盡管混凝土可以被塑造成任何形式，但正交結構仍然是標準和普遍推崇的。這意味著非標建筑使用了比實際需要的更多輔助材料，因此創造一種可替代的成型工藝成了很多人的需求。

ETH Zurich的“蛋殼”方法論

為了利用SDC（智能動態鑄造）方法的優點，同時消除其缺點，ETH Zurich團隊設計了他們的“蛋殼”概念。該新技術將大型機器人FDM 3D打印與SDC開發的按需設置數字鑄造系統相結合，這項嘗試允許通過使用超薄的外殼作為模板來創建更復雜的結構。

研究人員解釋說:“通過打印蛋殼模板，可以在不喪失傳統建筑結構性能的情況下，生產出更廣泛的幾何形狀。”此外，同時進行3D打印模具和填充材料意味著結構在制造過程中不需要移動，從而減少了運輸過程中造成的任何損壞風險。

 “蛋殼技術”為更可持續地應用混凝土結構鋪平道路 

ETH Zurich團隊的建筑研究人員也曾與格拉馬西奧·科勒(Gramazio Kohler)合作，通過數字化設計和機器人3D打印開發了“蛋殼亭”裝置，該裝置曾在德國維特拉設計博物館展出，通過使用蛋殼技術，進行參數字化設計和計算，從而生成幾何結構形狀和3D打印的制造數據。

“蛋殼亭”結構構件的外層薄模板只有3~5mm厚。模板材料是由玻璃纖維增強PET -G組成，部分材料也回收自之前使用過的“蛋殼”模板。根據ETH Zurich和格拉馬西奧·科勒研究中心(Gramazio Kohler Research)的研究，打印四根柱子中的每根需要大約6個小時，而打印四個面板中的每個面板需要16個小時。常規鋼筋用于加固樓板和柱，它們由可逆接頭連接，因此可以將展館拆開并組裝在不同的位置。

這些元素由兩種不同類型的混凝土鑄造而成。一方面，柱子由快速凝固的混凝土澆筑而成，采用了數字控制澆筑工藝。快速凝固的混凝土將對模板的側壓力降至最低，因此可以使用薄的3D打印模板（“蛋殼模板”）。另一方面，樓板由傳統的自密實混凝土澆筑而成，因為模板壓力因高度低而受到限制，一旦混凝土完全固化，模板將被移除、清洗、粉碎，并重新組裝，以便在新的3D打印中重復使用。

該設計突出了3D打印模板與傳統加固和組裝方法結合的前景。它展示了蛋殼技術如何作為一種工業可擴展系統用于高效材料的混凝土結構，并為建筑中更可持續地使用混凝土鋪平了道路。

該項目強調了數字話設計工具和機器人制造相結合的設計可能性

蛋殼館結構構件的薄模板只有3~5mm厚

打印每一個柱子大約需要6個小時，

這些柱子由快速凝固的混凝土澆筑而成，