پرینت سه بعدی در حوزه ساختمان:

مطالبی که به آن خواهیم پرداخت پنهان سازی سر فصل ها

پرینت سه بعدی قطعات بتنی موضوعی است که در سال های اخیر مورد توجه محققین حوزه ساختمان قرار گرفته است. چاپ سه بعدی، به معنای ساخت قطعات پیچیده، مستقیماً براساس یک طرح رایانه ای و بدون دخالت انسان و هر گونه ابزاری جز پرینتر سه بعدی می باشد. این فناوری در بسیاری از صنایع از جمله خودرو سازی، هوافضا و پزشکی بکار رفته و اخیراً با اهدافی همانند کاهش نیاز به نیروی کار متخصص، کاهش هزینه و زمان ساخت قطعات خاص و حفظ ایمنی و سلامت کارگران در محیط های پر خطر، به حوزه ساختمان نیز راه یافته است.

بر این اساس، چند سالی است که محققان تلاش می کنند رویای پرینت سه بعدی قطعات بتنی بدون نیاز به نیروی انسانی و حتی قالب بندی را به حقیقت بدل سازند. طرح قطعات بصورت یک نقشه رایانه ای در اختیار چاپگر سه بعدی قرار می گیرد و قطعه ی بتنی، لایه به لایه در فضای سه بعدی چاپ می شود. آنچه تحقق چنین رویایی را امکان پذیر می سازد، شامل سه بخش اصلی است. فناوری رایانه ای چاپ سه بعدی، دستگاه رباتیک چاپ سه بعدی و مصالح قابل استفاده به عنوان جوهره چاپ سه بعدی.

مصالح مصرفی در پرینت سه بعدی:

برای پرینت سه بعدی قطعات بتنی به مصالحی نیاز است که حکم جوهر پرینتر را داشته باشند. مصالحی که مقاومت فشاری آن به اندازه بتن باشد. به اندازه ای روان باشد که به راحتی از نازل دستگاه پرینتر خارج شود، درحالیکه بدون نیاز به قالب بندی، در لایه های متعدد قرار گیرد. این مصالح باید بصورت یکنواخت تولید شده و هیچ گونه کلوخه ای که بتواند جریان بتن در نازل را قطع نماید، نداشته باشد. این مصالح باید بگونه ای به مقاومت برسند که لایه های زیرین تحت بار چاپ شدن لایه های بالایی تغییر شکل ندهند. چسبندگی میان لایه های چاپ شده نیز یکی دیگر از چالش های تولید این مصالح می باشد.

چنین مصالحی با ترکیب ملات های پایه سیمان (یا گچ) و فیبرهای پلاستیکی تولید می گردد. با تهیه طرح اختلاط مناسب از این مصالح می توان به پرینت سه بعدی قطعات بتنی با چگالی تقریبی ۲۳۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت فشاری ۱۰۰ تا ۱۱۰ مگاپاسکال دست یافت.

همانطور که گفته شد، در حال حاضر بیشتر مصالح مصرفی در پرینت سه بعدی قطعات بتنی، پایه سیمانی دارند. تولید سیمان سبب آلودگی محیط زیست و مصرف مقدار قابل توجهی انرژی می گردد. بنابراین، تولید مصالح سبز که آسیب کمتری به محیط زیست وارد کنند و یا قابل بازیافت باشند، از اولویت های این حوزه می باشد. البته با ارتقای فناوری چاپگرهای سه بعدی، امکان استفاده از مصالحی که مقاومت و کارایی بیشتر و وزن کمتری داشته باشند نیز میسر خواهد شد.