این شگفت‌انگیز است اگر به شما بگوییم در طی 100 سال گذشته صنعت ساختمان سازی تغییر چندانی نداشته است. البته اتفاقات جدیدی در پروژه‌های بزرگ ساختمانی رخ‌داده است که شاید تغییراتی را ایجاد کرده باشد. اگر بخواهیم از این اتفاق‌های بزرگ بگوییم می‌توانیم به آسمان‌خراش‌های مدرن، پل‌های طویل و… اشاره کرد اما به‌غیراز چند ماده جدید و تکنیک‌های نوآورانه و همچنین اعتماد بیشتر به ابزارهای قدرتمند در ساخت و ساز های روزانه روال همانند سابق است.
در این مقاله می‌خواهیم از تأثیر مستقیم پرینت سه بعدی در ساختمان سازی بگوییم.
اگر بخواهیم ساده بیان کنیم درواقع پرینت سه بعدی در ساختمان سازی همانند آزمایشگاه برای شیمی‌دان‌ها است که ممکن است تغییراتی جدی در شیوه‌های ساخت و سازه‌ای ساختمان‌ها ایجاد کند. البته باید بگوییم این چاپگرها امروزه از جایگاه آزمایشگاهی خارج شدند و کاربردهای جدیدی از آن‌ها به‌دست‌آمده است.
پرینت سه بعدی در ساختمان سازی بر محدودیت‌ها غلبه می‌کند
در دهه گذشته، گروه‌های تحقیقاتی مهندسی از پرینت سه بعدی برای ساخت اجزای ساختمان‌ها و خانه‌ها، از طریق چاپ سه بعدی، استفاده کرده‌اند؛ اما یک اتفاق نو همه‌چیز را متحول می‌کند. تصور کنید پرینتری با اندازه بسیار بزرگ برای پرینت اجزای ساختمانی، از مخلوط مخصوص بتن و کامپوزیت استفاده می‌کند ( باید بگوییم این مخلوط بسیار ضخیم‌تر از بتن معمولی است و قدرت محافظت بیشتری دارد.) حال چه اتفاقی خواهد افتاد؟
این پدیده دنیای جدیدی را به روی معماران و مهندسان در همه‌جا باز می‌کند. اگر بخواهیم مثالی برای توضیحات بالا بزنیم می‌توانیم تقریباً به استادیوم لانه پرنده در پایتخت چین، پکن اشاره‌کنیم.
پرینت سه بعدی در ساختمان سازی
اجزای معماری حاصل از پرینت سه بعدی با محدودیت‌های طراحی معمولی دست‌وپنجه نرم نمی‌کند و بی‌رقیب است. توانایی استفاده از فرم‌های منحنی به‌جای هزینه و فرایند محدود به اشکال مستطیلی، قلمرو کاملاً جدیدی از طراحی را باز می‌کند. باید این حقیقت را بپذیریم که اشکال مستطیل یکی از ضعیف‌ترین شکل‌های ساختاری قابل‌تصور است و امروزه اکثراً افراد تمایل به مشاهده خانه‌ها و سازه‌هایی با فرم‌های حالت دار و متفاوت هستند.
مزایای استفاده از پرینت سه بعدی در ساختمان سازی
تولید سریع
پرینت سه بعدی در ساختمان سازی تا حد زیادی به معنای کاهش زمان تولید است. این به این دلیل است که خود دستگاه‌ها بسیار سریع هستند، برخی از آن‌ها قادرند فقط در 24 ساعت خانه‌هایی که 600 تا 800 مترمربع زیربنا دارند (55 تا 75 متری) تولید کنند. به نظر می‌رسد شگفت‌انگیز است، این‌طور نیست؟ پرینترهای سه بعدی همچنین کاملاً خودکار هستند و این موضوع خطای انسانی را از بین می‌برد. فقط لازم است دستگاه کنترل شود و بیشتر مراحل تولید هیچ کمک انسانی را شامل نمی‌شود. همچنین، چاپگرهای سه بعدی از ابزارهای اضافی استفاده نمی‌کنند. آن‌ها ساخت‌وساز را برنامه‌ریزی کرده‌اند و فقط سازه را تولید می‌کنند، نیازی به پشتیبانی اضافی، مواد مختلف و جنبه‌های دیگر اما بد نیست بدانید که روش‌های سنتی به موارد ذکرشده نیاز دارند.
ضایعات مواد، تقریباً صفر
مهم‌ترین مزیت استفاده از پرینت سه بعدی در ساختمان سازی صرفه‌جویی زیاد در هزینه‌های تولید برای زباله‌های مواد است. به این دلیل است که یک چاپگر سه بعدی، مانند اسلحه‌های رباتیک، دقیقاً از مقدار مواد موردنیاز خود استفاده می‌کند. فرآیند تولید ساختمان به‌صورت لایه‌ای و با سازه‌های مشبک در بخش داخلی باعث کاهش هزینه‌های هنگفت می‌شود. علاوه بر این موضوع، همچنین آن‌ها قادر به استفاده از مواد بازیافتی نیز هستند. این عامل قطعاً به نفع محیط‌زیست می‌باشد. پرینت سه بعدی زباله‌های بسیار کمتری نسبت به روش‌های سنتی ساخت دارد.
مقرون‌به‌صرفه بودن چاپ سه بعدی در صنعت ساخت‌وساز
همان‌طور که در بالا گفته شد، استفاده از پرینت سه بعدی سازه‌ها امکان استفاده کمتر از مواد را فراهم می‌کند و افراد کمتری را برای کار در ساخت‌وساز درگیر می‌نماید. چاپ سه بعدی نیز یک فناوری بسیار سریع است. این عوامل به‌طور چشمگیر هزینه ساخت هر ساخت‌وساز تولیدی را کاهش می‌دهد؛ و این در حالی است که ساختارهای پرینت سه بعدی در ساختمان سازی و ساخت و ساز ، فقط از مقدار مواد موردنیاز خود استفاده می‌کنند، بنابراین دوستدار محیط‌زیست هستند و در هزینه صرفه‌جویی می‌کنند. این جنبه واقعاً می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد. فن‌آوری‌های سه بعدی نیز هزینه‌های مصرف را کاهش می‌دهد. همچنین می‌توانیم زمان زیادی را صرفه‌جویی کنیم، چاپگرهای سه بعدی نیازی به غذا خوردن یا خوابیدن ندارند، ساعت کاری آن‌ها قابل تنظیم‌تر است و بسیار سریع‌تر از نیروی انسانی هستند.
باید به این نکته در این بخش مقاله به این موضوع اشاره‌کنیم فراموش نکنید هرچه سریع‌تر بسازید، پول بیشتری نیز پس‌انداز خواهید کرد.
طراحی خلاقانه
اما آخرین مزیت مهم استفاده از پرینت سه بعدی در ساختمان سازی، بهره‌گیری از همه راه‌حل‌های خلاقانه‌ای است که می‌توان در ذهن پروراند. فن‌آوری‌های سه بعدی می‌توانند برنامه‌ریزی پروژه را بهبود ببخشند زیرا می‌توانند در مرحله طراحی استفاده شوند. برای شروع از برنامه‌های CAD ساختمان‌ها که نقشه‌های فنی با تمام پارامترها هستند استفاده می‌شود بر اساس آن نقشه‌ها، می‌توان یک مدل سه بعدی از ساخت‌وساز برای پاسخگویی به انتظارات مشتری ساخته و بهترین راه‌حل‌های طراحی را به آن‌ها نشان داده شود. پرداختن به مشکلات مشتری و ارائه پاسخ‌های مناسب به سؤالات آن‌ها بسیار مهم است. همان‌طور که ما فقط با فناوری‌های سه بعدی ذکر کردیم، می‌توانید به مشتریان خود تجسم سه بعدی از ساختار، اما آن سه بعدی ارائه دهید.
پرینت سه بعدی در ساختمان سازی
کنار پرینت سه بعدی در ساختمان سازی چه فن‌آوری‌های مختلف فعال است؟
اکسترودرهای بازوی رباتیک
یکی از آن‌ها اکسترودر بازوی روباتیک است، این فناوری را کانتورینگ می‌نامند. این تقریباً شبیه به نحوه کار چاپگرهای رومیزی FDM 3D است. ریل‌ها طوری تنظیم‌شده‌اند تا بازوی روباتیک حرکت کند و در محدوده ریل‌ها، بازو با اکسترود کردن مواد بتونی از نازل، خانه را به‌صورت لایه به لایه بسازد. این محبوب‌ترین فناوری پرینت سه بعدی است که برای ساخت سازه‌های XL مورداستفاده قرار می‌گیرد.
چاپ ماسه سه بعدی
تکنیک بعدی بیشتر شبیه به چاپ سه بعدی صنعتی مانند SLS یا Jet Fusion است. پیشگامی که آن را آزمایش کرد، معمار ایتالیایی Enrico Dini است که چاپگر سه بعدی D-Shape را ساخت. دستگاه، لایه‌ای از پودر شن را پخش می‌کند، سپس شکل سازه را با یک باند سخت می‌کند. این دقیقاً همان‌گونه‌ای است که پرینترهای سه بعدی فلزی ما نیز کار می‌کنند!
فناوری فلز
در کنار کاربرد پرینت سه بعدی در ساختمان سازی ، از آن‌ها برای ساخت و سازهایی مانند پل‌ها، که باید در برابر وزن بیشتر مقاومت کنند نیز استفاده می‌شود، شرکت هلندی MX3D تولید افزودنی WAAM را توسعه داد. این تیم در توضیح این فناوری ذکر کرد: “ما یک ربات صنعتی را با دستگاه جوش ترکیب کردیم تا آن را به یک پرینت سه بعدی تبدیل کنیم که با نرم‌افزار منحصربه‌فرد خودش کار می‌کند “. این روبات امکان ساخت سازه‌های فلزی سه بعدی را در 6 محور فراهم می‌کند.
صرف‌نظر از اینکه پرینت سه بعدی در ساختمان سازی و ساخت و ساز چه مسیری را طی می‌کند، واضح است که کاربری آن‌ها برای همیشه تغییر خواهد کرد. چه این در ایجاد ساختارهایی بر مبانی زیبایی‌شناسی جدید باشد و یا چه در تأمین مسکن‌های کم‌هزینه، ساختمان‌های آینده به نظر می‌رسد بسیار متفاوت از ساختمان‌های امروزی باشند.
