چالش های پرینت سه بعدی ساختمان

mojtabarezaee

1 سال پیش

پرینت سه بعدی به معنای چاپ لایه لایه یک محصول در فضای سه بعدی است. همانطور که امروزه یک طرح را به چاپخانه می دهیم تا روی کاغذ چاپ شود، در آینده می توان نقشه یک محصول را به پرینتر سه بعدی داد تا مطابق طرح ساخته شود. این فناوری به زودی بسیاری صنایع از جمله صنعت حمل و نقل را متحول خواهد ساخت. چرا که دیگر قرار نیست محصول ساخته شده از کشوری مانند چین به ایران حمل شود. بلکه کافیست طراحی محصول را به نزدیکترین پرینتر سه بعدی تحویل دهیم و محصول ساخته شده را تحویل بگیریم. نکته اینجاست که چاپ سه بعدی بر مبنای ساخت لایه لایه تعریف شده است و تمامی ساختمان های ما از هزاران سال پیش تا کنون بصورت لایه لایه ساخته شده اند. پس استفاده از این فناوری در صنعت ساختمان از مزیت های زیادی برخوردار خواهد بود، مشروط بر آن که چالش های پرینت سه بعدی ساختمان توسط مهندسان حل شده باشد.

از جمله مزایای چاپ سه بعدی ساختمان می توان به آزادی عمل برای اجرای طرح های مختلف معماری، افزایش سرعت ساخت، هزینه ساخت پایین، عدم نیاز به کارگر ماهر و کنترل بهتر کیفیت اشاره نمود. اما مهمترین موضوع در میان چالش های پرینت سه بعدی ساختمان آن است که مصالح اصلی مورد استفاده در چاپگر سه بعدی، بتن است.

این بتن باید به قدری روان باشد که قابلیت اجرا بوسیله نازل پرینتر سه بعدی را داشته باشد، درحالیکه بتواند بدون قالب بندی در لایه های تقریباً ۲٫۵ سانتیمتری شکل خود را حفظ نماید (یک ساختمان یک طبقه تقریباً از ۱۲۰ لایه ساخته می شود). همچنین باید گیرش اولیه بتن با سرعتی انجام شود که اجرای لایه بعدی سبب تغییر شکل لایه زیرین نگردد. در غیر اینصورت باید زمان قابل توجهی برای گیرش اولیه هر لایه صبر کنیم که سرعت اجرای ساختمان را به شدت کاهش می دهد. به علاوه، صبر کردن برای گیرش اولیه بتن سبب می شود چسبندگی میان لایه ها کاهش یافته و مقاومت سازه ساخته شده به روش پرینت سه بعدی کم شود. آزمایشات نشان می دهد تنها ۳۰ دقیقه فاصله زمانی بین اجرای لایه ها، ۵۳% از چسبندگی میان لایه ها را کاهش می دهد.

تصویر شماتیک پرینتر سه بعدی که در حال حاضر یک ساختمان یک طبقه ۸ در ۵ متری را چاپ می کند.

برای حل چالش های پرینت سه بعدی ساختمان دو پیشنهاد اصلی از سوی محققان مطرح شده است. راهکار اول استفاده از افزودنی های بتن است که گیرش اولیه بتن را برای چاپ سه بعدی به میزان قابل قبول می رساند. پیشنهاد دوم قرار گیری یک تفنگ حرارتی در سر نازل بتن است که با چاپ هر لایه، سبب گیرش سریع بتن ریخته شده می گردد.

مقاله مرجع

دانلود مقاله

چالش های پرینت سه بعدی ساختمان

مقاله مرجع

مطالب مرتبط

طراحی تجهیز کارگاه با مدلسازی اطلاعات ساختمان

بازیافت نخاله های ساختمانی در دپو پسماند

ارزیابی اقتصادی کارخانه بازیافت پسماند ساختمانی

استفاده از ضایعات بتنی در راهسازی

مشخصات فنی بتن با مصالح بازیافتی

LOD در مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)

صنعتی سازی ساختمان

جداساز لرزه ای

چالش های پرینت سه بعدی ساختمان