آیا پرینت سه بعدی می تواند معماری مسکونی را تغییر شکل دهد؟ – دانیال سلیانچی
آیا پرینت سه بعدی می تواند معماری مسکونی را تغییر شکل دهد؟
نویسنده : کارشناس ارشد معماری دانیال سلیانچی
دبی قصد دارد تا سال 2025، یک چهارم ساختمان‌های خود را به روش‌های ساخت و ساز سه بعدی چاپ کند، که نشان‌دهنده پتانسیل یک فناوری در حال رشد سریع است که می‌تواند محدودیت‌های معماری سنتی را بازتعریف و از بین ببرد. همانطور که این تکنیک به عنوان یک راه حل مناسب در زمینه های ساخت و ساز، مهندسی و معماری ظاهر می شود، محبوبیت آن به سرعت در حال افزایش است. در واقع، تنها بین سال های 2021 تا 2028، انتظار می رود بازار جهانی ساخت و ساز سه بعدی تا 91 درصد رشد کند، طبق گزارش ژوئیه 2021 توسط Grand View Research. چرا این رشد سریع؟ علاوه بر اینکه جایگزین سریع‌تری است و هزینه‌های ساخت پایین‌تری دارد، می‌تواند راه‌حل‌های مسکن مقرون‌به‌صرفه را نیز ارائه دهد و امکان‌های طراحی بی‌شماری را در کنار بسیاری از مزایای دیگر فراهم کند. بنابراین، از آنجایی که معماران باید خود را با عصر فناوری جدید تطبیق دهند، جایی که سرعت و کارایی به عوامل کلیدی در فرآیندهای طراحی و اجرا تبدیل شده‌اند، ظهور پرینت سه‌بعدی نویدبخش است. حتی می‌تواند به تغییر شکل ساختاری که ما می‌شناسیم کمک کند.
انعطاف طراحی و کاهش زمان ساخت
چاپ سه بعدی ساخت و ساز فناوری جدیدی است که بدون استفاده از قالب بتن را شکل می دهد، به این معنی که قطعات پیش ساخته و تمام دیوارها را می توان به هر شکلی در زمان و روشی مقرون به صرفه چاپ کرد. اساساً، اشکال سه بعدی از طریق یک فرآیند کنترل شده توسط کامپیوتر ایجاد می شوند، فرآیند ساختمان سنتی را تغییر می دهند و فرصت های طراحی متنوعی را فراهم می کنند. برخلاف سایر روش‌های مرسوم، معماران به راحتی می‌توانند سازه‌های فردی با سطوح، شکل‌ها و رنگ‌های بی‌سابقه را برای ساختمان‌های خلاقانه، نوآورانه و چشم‌نواز توسعه دهند – اولین و تنها در نوع خود. عملاً هر شکل ارگانیک ممکن است: دیوارهای منحنی یا مستقیم، سطوح صاف یا ناهموار، صاف یا زاویه دار. واقعا هیچ محدودیتی برای بیان خلاقیت معماری وجود ندارد.
جدا از چنین آزادی طراحی، خود فرآیند چاپ نیز بسیار کارآمد است. نه تنها از همان ابتدا درجه بالایی از قابلیت اطمینان برنامه ریزی را ارائه می دهد، بلکه سرعت چاپ بالایی دارد و به تلاش هماهنگی کمی نیاز دارد، بنابراین هزینه های ساخت و ساز را کاهش می دهد. به عنوان مثال، PERI AG اکنون به لطف تکنیک جدید می تواند به راحتی یک خانه کامل یک خانواده (در غیر این صورت با آجر یا چوب در ماه ها یا سال ها ساخته شود) تنها در 25 ساعت زمان چاپ خالص بسازد. این امکان را برای ساختمان‌های نوآورانه‌ای در معماری باز می‌کند که می‌توانند در زمان کمتر – و بدون هزینه اضافی – در مقایسه با روش‌های معمولی زنده شوند.
پرینت سه بعدی چگونه کار می کند؟
اگرچه فناوری چاپ سه بعدی ساخت و ساز در حال حاضر در مراحل اولیه است، PERI، یکی از تامین کنندگان پیشرو سیستم های قالب و داربست در جهان، چندین سال است که به شدت در بازار درگیر شده است. به همراه شرکت دانمارکی COBOD، این شرکت خانوادگی آلمانی در تلاش است تا این فناوری را اصلاح کند و به بازارهای جدید باز شود. تمرکز در درجه اول بر ساخت و ساز مسکونی است، اما همچنین شامل تولید قطعات پیش ساخته منفرد می شود.
شرکت PERI از ماشینی به نام COBOD BOD2 استفاده می‌کند، یک چاپگر سه بعدی کاملاً توسعه یافته و ایمن که می‌تواند در هر جهت برای طیف گسترده‌ای از کاربردها، اعم از دیوارها، ستون‌ها، پله‌ها یا سایر عناصر ساختمانی پیکربندی شود. هر COBOD BOD2 مزایای متعددی را ارائه می دهد، مانند یک سیستم پورتال مناسب برای تولید خارج از محل و کاربرد در محل، که نیاز به جابجایی مکرر و کالیبراسیون را از بین می برد. در عین حال، این سیستم شامل تعدادی ماژول است که می توانند متناسب با پروژه های خاص انتخاب شوند.
با این حال، چاپگر به دلیل سرعت آن در مقایسه با سایر ماشین‌ها به ویژه متمایز است. این چاپگر علاوه بر اینکه سریعترین چاپگر ساختمانی موجود در بازار با حداکثر سرعت 1 متر بر ثانیه است، به گونه ای تایید شده است که امکان انجام کار در محوطه چاپ در حین انجام چاپ وجود دارد. بنابراین، انواع کارهای دستی مانند نصب لوله را می توان به راحتی یکپارچه کرد و در نتیجه روند ساخت و ساز را بهینه کرد.
در سال گذشته، اولین فروش یک چاپگر سه بعدی ساختمانی موفقیت آن را نشان داد. در تلاش برای تولید طیف وسیعی از عناصر بتنی پیش ساخته و به حداقل رساندن محدودیت‌های برنامه‌ریزی، شرکت آلمانی Röser GmbH به عنوان یک سرمایه‌گذاری بلندمدت نوآورانه به PERI سفارش داد.
روش کاربرد
حتی اگر سقف ها، دال های کف و پایه ها به روش سنتی ساخته می شوند، BOD2 ثابت کرده است که می تواند دیوارهای بتنی را با موفقیت تولید کند. پس از اینکه چاپگر به محل ساخت و ساز منتقل شد، محورهای Z نصب می شوند، هد چاپ به محور X سازه فولادی متصل می شود و یک سیلو و پمپ بتن تجاری موجود به BOD2 متصل می شوند. با تکمیل مونتاژ، فرآیند چاپ به صورت سه بعدی در امتداد 3 محور بر روی یک قاب فلزی ایمن انجام می شود.
از آنجایی که دیوار حفره چاپ شده الزامات استاتیکی در ساختمان های مسکونی را برآورده می کند، هیچ تقویتی مورد نیاز نیست. علاوه بر این، دیوارهای حفره دو پوسته چاپ شده می توانند روش های عایق کاری را به هر نحوی یکپارچه کنند.
ساختمان های مسکونی: نقاط عطف برای فناوری ساخت و ساز سه بعدی
فناوری ساخت و ساز سه بعدی نقطه عطف بی سابقه ای را تجربه کرده است: اولین خانه چاپی کاملاً کاربردی آلمان رسما افتتاح شد و اکنون آماده بازار است. با شروع چاپ در سپتامبر 2020، خانه مجزای دو طبقه، ساخته شده توسط PERI و طراحی شده توسط MENSE-KORTE ingenieure+architekten، از تمامی مراحل تایید نظارتی عبور کرد و در ماه جولای در بکوم، نوردراین-وستفالن افتتاح شد. PERI با 80 متر مربع فضای نشیمن در هر طبقه، دیوارهای حفره سه پوسته را چاپ کرد که با یک ترکیب عایق پر شده اند و فضا را برای عناصر مرتبط با آب و برق در نظر می گیرند.شرکت Röser GmbH اجزای اتاق زیر شیروانی را به عنوان قطعات پیش ساخته عرضه می کرد که با فرآیند چاپ در محل ترکیب شد و منجر به یک واحد همگن شد.
و به پروژه Beckum جایزه نوآوری آلمان توسط شورای طراحی آلمان اعطا شد، جایزه ای سالانه که پروژه هایی را که پیشرفت های صنعت را از طریق اصالت، اجرا و اثربخشی ارائه می کنند، به رسمیت می شناسد.
سه ویژگی – دیجیتال، پویا، آماده چاپ – در Beckum پیاده سازی شده است. با اولین ساختمان مسکونی چاپ سه بعدی در آلمان، فشار مثبتی در صنعت ساخت و ساز ایجاد می شود: برای ساخت و ساز نوآورانه با فناوری های جدید، برای جذابیت بیشتر در حرفه های ساخت و ساز و برای معماری مدرن با سبک های جدید. – اینا شارنباخ، وزیر کشور، امور شهرداری، ساخت و ساز و برابری ایالت نوردراین-وستفالن
علاوه بر موقعیت شرکت PERI به عنوان پیشگام در بازار ساخت و ساز سه بعدی ، و موفقیت پروژه های منحصر به فرد و طیف وسیعی از امکانات را در این صنعت دارا می باشد. همچنین زمینه را برای ساخت واحدهای مسکونی بزرگتر و پیچیده تر فراهم کرده. دقیقاً دو ماه پس از شروع کار بر روی خانه در بکوم، PERI شروع به چاپ بزرگترین ساختمان آپارتمان چاپی در اروپا کرد، این بار در والنهاوزن، باواریا. در 3 طبقه و 380 مترمربع طراحی شده است.از آن زمان، بسیاری از آنچه در ابتدا در بکوم آموخته شد، در اولین پروژه مسکونی در تمپه، آریزونا، و گسترش ساختمان آپارتمانی در دریاچه کنستانس در آلمان، و اولین ساختمان چاپ سه بعدی در اتریش که با همکاری با شرکت STRABAG SE اجرا شد.
تیم چاپ سه بعدی شرکت PERI با آخرین پروژه چاپ در اتریش، پنج پروژه چاپ را در یک سال با موفقیت به پایان رساند. همه اینها پروژه های تحقیقاتی نیستند، بلکه خانه های واقعی هستند که تمام مراحل تصویب آیین نامه ساختمانی را طی کرده اند، اجاره داده می شوند و در آنها اشغال شده اند یا افراد در آنها کار می کنند.
از آنجایی که معماران در سراسر جهان با زمان عدم اطمینان، کمبود نیروی کار و مسکن یا سایر چالش‌های صنعت مواجه هستند، تنها یک چیز قطعی است: ساختمان و برنامه‌ریزی همانطور که می‌دانیم در بسیاری از زمینه‌ها اساساً تغییر خواهد کرد. با چاپ سه بعدی ساخت و ساز به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده، تنظیمات برنامه ریزی کند و پرهزینه می تواند چیزی از گذشته باشد. افزایش دوام، بهره‌وری و بهینه‌سازی فرآیند ساختمان نه تنها می‌تواند راه‌حل‌های مسکن مقرون‌به‌صرفه و اجاره‌های کمتر را ارائه دهد، بلکه می‌تواند سرپناه‌هایی برای مناطق آسیب‌دیده از فاجعه یا پاسخی به ساخت وسازهای پایدارتر فراهم کند. اگرچه هنوز پتانسیل های زیادی برای کشف در سایر بازارها و بخش های صنعت وجود دارد، واضح است که چاپ سه بعدی ساخت و ساز هنوز در اول راه است..
پاورقی :
گروه PERI
اکنون بیش از 50 سال است که برند PERI برای فناوری پیشرفته، قدرت نوآورانه و نزدیکی با مشتریان ، با تفکر کارآفرینی، قابلیت اطمینان و احترام ما به مشتریان، ما به یکی از تولید کنندگان و تامین کنندگان پیشرو سیستم های قالب و داربست و تامین کننده پیشرو چاپ سه بعدی ساختمانی تبدیل شده ایم.
از زمان تأسیس در سال 1969، دفتر مرکزی در Weisenhorn، آلمان، بخت و اقبال کسب و کار جهانی ما را هدایت می کند.
بیش از 2000 مهندس در بیش از 70 کشور برای ما کار می کنند. با ادعای ارائه بهترین خدمات به مشتری، کارکنان ما به همراه پیمانکاران، بازرگانان، داربست ها و معماران، با چالش های روزانه پیرامون فرآیند ساخت و ساز مقابله می کنند.
