رسانه تخصصی بیمانا

مدیریت طرح، ساخت و بهره برداری پروژه های عمرانی

    امروز  پنج شنبه ۲۴ آبان ۱۳۹۷  

Bimana

ویژه های خبری

|
ارائه شده در تاریخ : ۰۳ آبان ۱۳۹۷
تعداد بازدید: 108 نظرات:۰

پرینت سه‌بعدی از نظر مقیاس محدودیت نمی‌شناسد. این فناوری در عرصه ساخت‌و‌ساز، سازندگان را قادر می‌سازد تا ساخت اشکال پیچیده را از خانه‌های کوچک گرفته تا ساختمان‌های عمومی و حتی سازه‌های زیرساختی محقق سازند. در روزگاری نه چندان دور، پرینت سه‌بعدی در ساخت‌وساز محدود به قلمروی علاقمندان به کارهای با مقیاس کوچک و مسابقات طراحی بود. اما آن روزها به سرعت سپری شده‌اند.

بیمانا: دانشگاه فناوری آیندهوون در ماه ژوئن پروژه برجسته‌ای را معرفی کرد. این پروژه شامل پرینت‌ سه‌بعدی پلانی شامل مجموعه‌ای از خانه‌های چندوجهی بتنی بود. این مجموعه توسط شرکت معماری هوبن و فان میزلو طراحی شده بود. دانشگاه آیندهوون این کار را “اولین پروژه خانه‌سازی تجاری در جهان” دانست که “بر اساس پرینت سه‌بعدی” انجام می‌گیرد.

خانه‌سازی تنها یک وجه از توانمندی‌های پرینت سه‌بعدی در بازار کار صنعت ساخت‌وساز است. گزارش‌ها نشان از رشد ۷۰ میلیون دلاری این فناوری در سال ۲۰۱۷ دارد و بر اساس همین گزارش‌ها، گردش مالی این فناوری در سال ۲۰۲۷ به ۴۰ میلیارد دلار خواهد رسید.

شرکت‌ها برای ساخت فرم‌های پیچیده، ساخت‌وساز در مناطق خطرناک یا دور، کاهش اتلاف مصالح و هزینه‌های ساخت در محل، به پرینت سه‌بعدی روی آورده‌اند. امروز نرم‌افزارها و تجهیزات پرینت سه‌بعدی بهبود یافته است و شرکت‌های ساختمانی قدیمی و نوپا بطور یکسان در حال به رسمیت شناختن ظرفیت‌های این ابزار برای ساخت‌وساز در دنیای واقعی هستند.

در ادامه تعدادی از موارد استفاده از پرینت سه‌بعدی که باعث دگرگونی این صنعت ساخت شده است معرفی می‌شوند.

مورد اول: پل‌ها

۳d-printing-construction-bridge-alternate-size

برای مدت زمانی طولانی، اندازه پرینت سه‌بعدی محدود به اندازه چاپگر بود. اما شرکت هلندی MX3D از ربات‌های شش محوره صنعتی، نرم‌افزارهای اختصاصی، و ماشین‌های جوشکاری -که فولاد ضدزنگ را از سیم‌های نازک ذوب شده به‌دست می آورد- برای ساخت یک پل پیاده‌روی مدرن به طول ۴۰ فوت استفاده کردند. این پل برروی یکی از قدیمی‌ترین آب‌راه‌های شهر آمستردام قرار خواهد گرفت که در سال ۱۳۶۷ میلادی حفر شده است.

طراحی این پل در آزمایشگاه دیجیتالی یوریس لارمن (Joris Laarman Lab) انجام گرفت و در اجرای آن شرکت آروپ (Arup) همکاری داشتند. این پل در دانشگاه امپریال کالج لندن مورد بررسی ساختاری قرار گرفت و تأیید شد. به گفته تیم گئورت‌ینز (Tim Geurtjens) یکی از بنیانگذاران و مدیران فنی شرکت MX3D «تأیید چنین پلی بدعتی محسوب می‌شد که نیازمند روشی کاملاً جدید بود.» چراکه همه کارها باید به‌صورت دیجیتالی انجام شود. همچنین «شرکت MX3D قصد دارد ظرفیت بار مدل فیزیکی را در نقاط مختلف (مثل نرده‌های پلکان) به‌منظور انجام تنظیمات دقیق آزمایش کند.»

پل در طی یک مراسم ویژه در روز طراحی هلندی (Dutch Design Week) که جامع‌ترین مراسم طراحی اروپای شمالی به شمار می‌رود رونمایی خواهد شد و احتمالاً در سال ۲۰۱۹ در محل مورد نظر نصب می‌شود. در این پل یک شبکه حسگر پیشرفته نصب شده است و داده‌های مختلف از تغییر شکل نسبی، لرزش، جابجایی، داده‌های محیطی به‌صورت همزمان جمع‌آوری می‌شود. این داده‌ها توسط موسسه راهکارهای شهری آمستردام به شبکه هوشمند زیرساخت شهری متصل می‌شوند.

به گفته گئورت‌ینز «موضوع پرینت سه‌بعدی تنها افزایش بهره‌وری نیست. این ابزار لذت‌بخشی برای طراحی است و از نظر زیباشناسی ساختارها اهمیت دارد. این ابزار تنها جنبه تجاری ندارد بلکه محقق کردن آنچه که می‌خواهید بسازید از اهمیت برخوردار است. با استفاده از پرینت سه‌بعدی ساخت هر فرمی به هر شکلی که می‌خواهید امکان‌پذیر می‌شود.»

 مورد دوم: خانهها

XTree-pillar-NEW

شرکت‌های ساختمانی ادعاهای مبالغه آمیزی در مورد پرینت سه‌بعدی دارند. بزرگترین، ارزان‌ترین، سریع‌ترین زمان ممکن برای ساخت و بیشترین بهره‌وری از نظر مصالح. شرکت روسی اپیس کور (Apis Cor) به تازگی موفق شده است در کمتر از ۲۴ ساعت با صرف تنها ۱۰ هزار دلار خانه‌سازی کند. شرکت چینی وین‌سان (Winsun) نیز با استفاده از یک پرینتر عظیم الجثه، آپارتمان‌های پنج طبقه‌ای را از مواد بازیافتی و ضایعات بسازد.

در این میان پروژه یریس (YRYS Concept House) یکی از جالب‌ترین و هیجان‌انگیزترین پروزه‌ها است. این پروژه با مشارکت ۱۸ شرکت‌ مختلف انجام شده است که در میان آن‌ها شرکت ساختمانی میسونز (Maisons) فرانسه و شرکت پرینت سه‌بعدی XtreeE قرار دارند. روش شرکت اخیر این است که با استفاده از ریخته‌گری تزریقی لایه‌های بتن را تحت فشار قرار می‌دهد و موجب می‌شود لایه‌های بتنی سریع خودشان را بگیرند. به این روش یک دیوار مشبک و چهار ستون بنیادی سخته شده است و کف اتاق‌های بالا در هر طبقه روی آن‌ها قرار می‌گیرد.

ژان دانیل کان (Jean-Daniel Kuhn) بنیانگذار شرکت XtreeE تاریخ معماری فرانسوی را وابسته به بتن می‌داند. به گفته او لوکوبوزیه (Le Corbusier) معمار شهیر فرانسوی، بتن خام را جزو مصالح مقدم به شمار می‌آورد که این امر به تمامی در معماری بروتالیست نمود پیدا کرده است.

البته یکی از اصول حاکم بر شرکت XtreeE، کاهش شدید مصرف بتن است. به گفته کان «دنیا از بتن ساخته شده است. بتن ماده‌ای خارق العاده است که شاید بتوانیم آن را در راه بهتری استفاده کنیم؛ یعنی فقط زمانی که از نظر ساختمانی ضروری است.»

مورد سوم: سواحل مرجانی مصنوعی

۳d-printing-construction-artificial-reef

یکی دیگر از پروژه‌های شرکت XtreeE پرینت سه‌بعدی بتنی سواحل مرجانی مصنوعی است که “جهان” نامیده شده است. برای انجام این پروژه شرکت XtreeE با شرکت مهندسی دریایی Seaboost همکاری کرده است. در این پروژه  که در سواحل مدیترانه در جنوب کشور فرانسه اجرا شده است از یک سیستم بتنی متخلخل برای حفظ و به حالت اول برگرداندن زیستگاه‌های بومی استفاده شده است.

اشکال نامنظم، مسیرهای عبوری سرپوشیده پرینت شده سه‌بعدی، صخره‌های مصنوعی شرایط مناسبی برای بازگشت گونه‌های مختلف آبزیان نظیر ماهی‌ها، جلبک‌های دریایی، نرم‌تنان و جمعیت مرجانی درست می‌کنند. اکوسیستم این منطقه از دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ به دلیل وجود پساب‌های فاضلاب شهر مارسی (Marseille) رو به زوال و افول گذاشته‌اند.

البته پرینت سه‌بعدی هنوز از نظر هزینه برای بسیاری از موارد استفاده مناسب و کارآمد نیست. اما تغییر خط مشی دولت‌ها همانند نظیر پیشقدم شدن امارات متحده عربی برای پرینت سه بعدی ۲۵درصد از تمام ساختمان‌های جدید تا سال ۲۰۳۰ و استراتژی ملی بریتانیا برای تولید و ساخت افزایشی (Additive Manufacturing) می‌تواند محرک تغییرات بازار کار است. به نظر کان «آنچه در مورد پرینت سه‌بعدی درحال اتفاق است، شبیه همان اتفاقی است که پیشتر در مورد فناوری بیم (BIM) افتاد.»

این روش تأثیر زیادی بر روی صرفه‌جویی مواد و مصالح دارد. به همین دلیل دولت‌ها آغاز به پژوهش و کاربست فناوری پرینت سه‌بعدی کرده‌اند.

مورد چهارم: غرفه‌های نمایشگاهی و جایگاه‌های اجرای کنسرت در فضای باز

۳d-printing-construction-pavilion-interior

شرکت فناوری برنچ به معنی شاخه (Branch Technology) که در ایالت تنسی ایالات متحده آمریکا واقع است از طریق فرآیندی به نام لانه زنبور [۱] (C-Fab)توانسته است مدل‌های نرم‌افزار مختلف را در پلت‌فرم‌های اتوکد، آتودسک، مایا و رویت به ساختارهای مشبک شاخه‌مانند تبدیل کند. این ساختارهای توخالی توسط ربات‌هایی با استفاده از الگوریتم‌های مختلف کنترل و پرینت می‌شود. قالب‌هایی که از این طریق درست می‌شوند درادامه توسط مصالح سنتی پر می‌شوند.

این شرکت در ژوئن ۲۰۱۸ از بزرگترین ساختار پرینت شده سه‌بعدی جهان رونمایی کرد. این سازه عبارت از یک جایگاه اجرای کنسرت در فضای باز بود که ۴۲ فوت قطر و ۲۰ فوت ارتفاع داشت و در شهر نشویل (Nashville) ایالات متحده آمریکا نصب شد. برای ساختار این سازه سبک وزن از فیبر کربن استفاده شده که با کدهای ساختمانی شهر نشویل مطابقت دارد. در این شهر مرکزی ایالات متحده، ساختمان‌ها باید در برابر یک اینچ سطح یخ، ۱۰ تا ۱۲ اینچ برف و بادی با سرعت ۹۰ مایل در ساعت مقاومت کند.

اگرچه آنالیز اولیه نشان داد که ساختارهای عظیم جهت پشتیبانی نیازمند زیرسازی‌های فولادی‌اند اما مطالعات بعدی نشان داده‌اند بغیر از فونداسیون می‌توان فولاد را در طراحی‌های منحنی هندسی حذف نمود. این بدان معنی است که می توان پروژه را طبق بودجه و تقریباً با نصف هزینه ساختار فولادی مشابه آن انجام داد.

[۱] Cellular Fabrication

دیدگاهتان را بنویسید