پرینترسه بعدی و ساخت خانه های جدید|| آینده ساخت وساز با فناوری نوین

چاپ سه‌بعدی اکنون یک فناوری نسبتاً رایج برای اکثر کشورهای توسعه‌یافته است و ما شاهد سرمایه‌گذاری متمرکز جهانی در این زمینه هستیم. همانطور که می‌دانیم، چاپ سه‌بعدی به تولیدکنندگان در زمینه‌های نمونه‌سازی سریع‌تر، روش‌های طراحی کارآمدتر، کاهش ضایعات، کاهش هزینه‌ها، مدل‌سازی بهتر و زمان سریع‌تر به بازار کمک می‌کند این یک بازار است که به طور مداوم در حال رشد است، به این معنی که در آینده ممکن است چاپ سه‌بعدی در نهایت تولید سنتی را تحت الشعاع قرار دهد.

ساختمان سازی نوین با پرینتر سه بعدی

 

بانک جهانی پیش‌بینی کرده است که تا سال 2025، 1.6 میلیارد نفر تحت تأثیر کمبود جهانی مسکن قرار خواهند گرفت. با این حال، یک فناوری وجود دارد که فرصت‌هایی برای مقابله با این مسئله فراهم می‌کند و به سرعت توجه دولت‌ها را به خود جلب کرده است.بازار جهانی چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز (3DCP) در سال 2021 به ارزش 10.94 میلیون دلار بود و انتظار می‌رود با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) 101٪ بین سال‌های 2022 و 2030 رشد کند، طبق گزارش Straits Research. با لایه‌گذاری بتن، پلیمر، فلز یا مواد دیگر به وسیله یک بازوی رباتیک، چاپگرها می‌توانند به مکان‌های دشوار دسترسی پیدا کنند که در آنجا مسکن و نیروی کار نیز کمبود دارند.

مزایای چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز شامل افزایش سرعت ساخت، کاهش هزینه‌ها و ضایعات، و توانایی ایجاد اشکال معماری پیچیده است. این فناوری همچنین پتانسیل کاهش کمبود نیروی کار در صنعت ساخت و ساز را دارد، به ویژه در مناطقی که به شدت به کارگران مهاجر وابسته هستند.

چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز (3DCP) به موقع رسیده است تا سازه‌های سریعی را فراهم کند که از آفتاب بر سرها، فشار بر کارگران و فشار بر محیط زیست جلوگیری کند. بیایید نگاهی دقیق‌تر به پنج عامل اصلی که بر نرخ رشد 3DCP تأثیر می‌گذارند، بیندازیم

سرعت ساخت و ساز: چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز می‌تواند سرعت ساخت و ساز را به طور قابل توجهی افزایش دهد، زیرا فرآیند لایه‌گذاری مواد به سرعت انجام می‌شود.

کاهش هزینه‌ها: استفاده از چاپ سه‌بعدی می‌تواند هزینه‌های ساخت و ساز را کاهش دهد، زیرا نیاز به نیروی کار کمتر و مواد کمتری دارد.

کاهش ضایعات: چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز می‌تواند ضایعات مواد را کاهش دهد، زیرا مواد به دقت و به مقدار لازم استفاده می‌شوند.

توانایی ایجاد اشکال پیچیده: چاپ سه‌بعدی می‌تواند اشکال معماری پیچیده‌ای را ایجاد کند که با روش‌های سنتی ساخت و ساز دشوار یا غیرممکن است.

دسترسی به مکان‌های دشوار: چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز می‌تواند در مکان‌های دشوار دسترسی که مسکن و نیروی کار نیز کمبود دارند، استفاده شود.

 

این عوامل به رشد سریع چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز کمک می‌کنند و آن را به یک فناوری مهم در صنعت ساخت و ساز تبدیل می‌کنند.

صرفه‌جویی: سرعت و مزایای اقتصادی

چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز (3DCP) امکان ساخت سریع را با لایه‌گذاری مواد به صورت لایه به لایه فراهم می‌کند و زمان مورد نیاز برای روش‌های سنتی ساخت و ساز را کاهش می‌دهد. این سرعت به ویژه برای پروژه‌هایی با مهلت‌های فشرده یا شرایط اضطراری مانند مسکن امدادی در مواقع بلایای طبیعی ارزشمند است.به عنوان مثال، شرکت Power2Build اولین ساختمان چاپ سه‌بعدی در آنگولا را چاپ کرد. هزینه کل مواد برای دیوارهای بتنی کمتر از 1000 دلار آمریکا بود. علاوه بر این، این پروژه ساخت و ساز به عنوان آغاز انقلاب چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز و اولین خانه 3DCP در نظر گرفته می‌شود.

 

الکسا آمازون|| فناوری دستیار مجازی

 

آمریکا نیز شاهد وعده‌های 3DCP است: پروژه ویرجینیا یک ابتکار برای چاپ سه‌بعدی بیش از 200 خانه مقرون به صرفه در طی 3 سال است که از سال 2022 آغاز شده است. این پروژه نه تنها شامل چاپ سه‌بعدی خانه‌ها، بلکه جاده‌ها و تأسیسات لازم برای خانه‌های چاپ سه‌بعدی نیز می‌شود. و فقط در سال گذشته، اولین راه‌حل بتن چاپ سه‌بعدی در مکزیک توسط شرکت چندملیتی Cemex و COBOD، رهبران جهانی در راه‌حل‌های چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز، معرفی شددر حالی که هزینه‌های اولیه راه‌اندازی و سرمایه‌گذاری برای فناوری چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز (3DCP) می‌تواند سنگین باشد، این فناوری اغلب منجر به صرفه‌جویی‌های بلندمدت می‌شود. این صرفه‌جویی‌ها به دلیل کاهش هزینه‌های نیروی کار، به حداقل رساندن ضایعات مواد و بهینه‌سازی فرآیندهای ساخت و ساز است که همگی به کارایی کلی بودجه کمک می‌کنند.

آزادی طراحی و پیچیدگی

از کابین‌های شهری زیبا تا خانه‌های خورشیدی، چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز (3DCP) امکان طراحی‌های معماری پیچیده، عملی و جذاب را فراهم می‌کند که تفکر سنتی در ساخت و ساز را به چالش می‌کشد. این آزادی طراحی، امکانات جدیدی برای ساختارهای نوآورانه و منحصر به فرد باز می‌کند.معماران همچنین می‌توانند در نحوه چاپ این سازه‌ها خلاقیت به خرج دهند. 3DCP امکان پیش‌ساخت قطعات در خارج از محل و مونتاژ آن‌ها در محل را فراهم می‌کند، که این امر می‌تواند نیروی کار و زمان ساخت در محل را کاهش دهد، که به ویژه در سناریوهایی که مدیران پروژه باید ساخت و ساز را بر اساس محدودیت‌های زمانی خاص یا آماده‌سازی زمین تنظیم کنند، ارزشمند است.

ایده این است که با افزایش استفاده از 3DCP و نرم‌افزارهای طراحی، مهندسان می‌توانند کنترل بیشتری بر کار خود داشته باشند. آن‌ها می‌توانند دوام مواد، سرعت چاپ و هزینه‌های مربوط به حمل و نقل را برنامه‌ریزی و محاسبه کنند، که این امر منجر به فرآیندهای ساخت و ساز کارآمدتر و در عین حال خلاقانه‌تر می‌شود.

پایداری و کارایی مواد

جای تعجب نیست که صنعت ساخت و ساز تحت فشار فزاینده‌ای برای کاهش تأثیرات زیست‌محیطی خود و تبدیل شدن به یک صنعت پایدارتر در سراسر زنجیره ارزش خود قرار دارد. چاپ سه‌بعدی ساخت و ساز (3DCP) امکان دقت بیشتر در استفاده از مواد را فراهم می‌کند که این امر ضایعات را به حداقل می‌رساند و با مواد جایگزین دوستدار محیط زیست سازگار است.

مواد ساخت و ساز انقلابی

D.f، یک ماده ساخت و ساز انقلابی، تنها یکی از نمونه‌های مواد ساختمانی جایگزین است که دوام بتن معمولی را با ردپای کربنی 1.5 برابر کمتر از ملات‌های معمولی مورد استفاده در 3DCP ارائه می‌دهد. با استفاده از تولید لایه‌ای افزایشی، کارگران ساختمانی فقط آنچه را که لازم است چاپ می‌کنند و ضایعات مواد اولیه گران‌قیمت را کاهش می‌دهند.به طور مشابه، Light Stone مصنوعی Mighty یک کامپوزیت پلیمری سریع‌پخت است که از 60٪ عناصر بازیافتی تشکیل شده و 99٪ ضایعات کمتری نسبت به روش‌های سنتی دارد.

هر دو ماده به اندازه کافی قوی هستند تا وزن خود را هنگام چاپ خطوط افقی تحمل کنند و هنگام قرار گرفتن در معرض نور UV جامد شوند تا سازه‌های ایمن و مقاوم در برابر آب و هوا ایجاد کنند.تا پایان این دهه، ممکن است تا سه میلیارد نفر نیاز به مسکن بهتر داشته باشند. برآورده کردن این نیاز به معنای ساخت 96,000 خانه جدید در هر روز است، طبق گزارش UN Habitat.

 

آیا چاپگرهای سه‌بعدی غول‌پیکر می‌توانند یکی از راه‌حل‌ها باشند؟

این چاپگرها می‌توانند خانه‌ها را ارزان‌تر و سریع‌تر از تکنیک‌های ساخت و ساز سنتی تولید کنند و قبلاً برای مردم در سراسر جهان خانه‌هایی فراهم کرده‌اند. اگر به مقیاس بزرگ پذیرفته شوند، این روش می‌تواند سقفی بر سر میلیون‌ها نفر قرار دهد.سه مثال از چاپ سه‌بعدی خانه در عمل

هند: یک خانه یک طبقه در پنج روز

"ساخت و ساز سنتی خسته‌کننده و زمان‌بر است"، گفت آدیتیا جین، مدیرعامل و هم‌بنیان‌گذار Tvasta. "مردم به طور فزاینده‌ای از دست می‌روند زیرا توانایی مالی محدود است یا به خانه‌های با کیفیت پایین رضایت می‌دهند"

علاوه بر تکمیل خانه در فقط پنج روز، ساختمان نهایی تخمین زده می‌شود که 30٪ ارزان‌تر ساخته شود و در فرآیند تولید ضایعات کمتری داشته باشد

هلند: اولین خانه قانونی قابل سکونت در اروپا

پروژه Milestone یک پروژه پنج خانه‌ای در شهر آیندهوون هلند است. اولین خانه تکمیل شده در حال حاضر ساکنان دارد - هری دکرز و الیز لوتز - و اولین خانه چاپ سه‌بعدی قانونی قابل سکونت در اروپا است

خانه آن‌ها دارای 94 متر مربع فضای کف در یک طبقه است و به عنوان بخشی از همکاری بین دانشگاه فناوری آیندهوون، شهرداری آیندهوون و کسب و کارهای بخش خصوصی ساخته شده است.این خانه به گونه‌ای طراحی شده است که شبیه به شکل یک سنگ بزرگ باشد و به طور همدلانه با محیط طبیعی خود ترکیب شود. توانایی ایجاد منحنی‌ها به راحتی یکی از مزایای چاپ سه‌بعدی نسبت به روش‌های ساخت و ساز سنتی است.

 

سرمایه‌گذاری در متاورس: آیا خرید زمین در دنیای مجازی عاقلانه است؟

 

ایالات متحده: خانه‌های دو تا چهار خوابه در آستین، تگزاس

یک توسعه از خانه‌های دو تا چهار خوابه در آستین، تگزاس، با استفاده از ترکیبی از ساخت و ساز چاپ سه‌بعدی و سنتی در حال ساخت است.طبقه همکف این خانه‌ها با چاپ سه‌بعدی ساخته شده است، در حالی که سقف‌ها از مواد سنتی ساخته شده‌اند. با استفاده از Lavacrete، یک نوع سیمان، این خانه‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر آتش، سیل، باد و سایر بلایای طبیعی بهتر از خانه‌های ساخته شده به روش‌های سنتی مقاومت کنند، طبق گفته شرکت چاپ سه‌بعدی ICON که در این پروژه دخیل است.

ایالات متحده

ایالات متحده در حال حاضر بزرگترین پایگاه نصب شده چاپگرهای سه‌بعدی در جهان را دارد و بخش ایالات متحده بازار را رهبری می‌کند و بیش از 35٪ از درآمد جهانی تولید افزایشی را در سال 2020 به خود اختصاص داده است. از خودروهای چاپ شده تا کفش‌های ورزشی و موتور موشک چاپ شده ناسا، به نظر می‌رسد که اگر ایالات متحده بتواند آن را تصور کند، می‌تواند آن را چاپ سه‌بعدی کند. با این حال، در حالی که اجرای چاپ سه‌بعدی در ایالات متحده در سال گذشته افزایش یافته است، طبق شاخص احساسات چاپ سه‌بعدی 2021، بیش از 60٪ از کسب و کارهای آمریکایی می‌توانند از چاپ سه‌بعدی بهره‌مند شوند و در حال حاضر از این فناوری استفاده نمی‌کنند. این بدان معناست که پتانسیل آینده قابل توجهی برای تحقیق، سرمایه‌گذاری و آموزش در این زمینه وجود دارد.

بریتانیا

بریتانیا یکی از بزرگترین بازارهای چاپ سه‌بعدی در جهان است و سرمایه‌گذاری در این زمینه هر روز در حال افزایش است. با این حال، پیامدهای برگزیت می‌تواند انجام این کار را برای دولت بریتانیا به همان سادگی که می‌خواهد، دشوارتر کند. این فضا را تماشا کنند.

 

خانه هوشمند: تحولی در سبک زندگی مدرن

 

آلمان

اقتصاد آلمان پتانسیل رشد قابل توجهی در چاپ سه‌بعدی در اروپا را هدایت می‌کند. در واقع، تقریباً 50٪ از آلمانی‌های مورد بررسی در شاخص احساسات معتقدند که فناوری چاپ سه‌بعدی در سال آینده تأثیر مثبتی بر کسب و کار خود خواهد داشت، اما 25٪ نگران هستند که مهارت‌های لازم برای بهره‌برداری از چاپ سه‌بعدی را ندارند (اگرچه این درصد از 42٪ در نظرسنجی قبلی کاهش یافته است، بنابراین اعتماد به نفس در حال افزایش است). یک پروژه جالب اخیر در آنجا شامل اولین بلوک آپارتمانی چاپ سه‌بعدی بود.

 

فرانسه

بازار چاپ سه‌بعدی فرانسه نشان‌دهنده پذیرش قوی این فناوری و سطح دانش بالای آن است، با تعداد قابل توجهی از افرادی که دانش تولید افزایشی خود را به عنوان "کارشناس" یا "پیشرفته" توصیف می‌کنند. در واقع، 83٪ از افراد مورد بررسی در شاخص احساسات معتقدند که چاپ سه‌بعدی می‌تواند به تحقق مفاهیم و طراحی‌های جدید در زمینه‌ها و بخش‌های مختلف در فرانسه کمک کند.

چین

چین یکی از بزرگترین بازارهای چاپ سه‌بعدی است، اما به هیچ وجه بزرگترین نیست، که ممکن است برای برخی تعجب‌آور باشد. با این حال، منطقه آسیا و اقیانوسیه پیش‌بینی می‌شود که در سال‌های آینده بالاترین نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) را داشته باشد، که می‌تواند آن را به سریع‌ترین بازار چاپ سه‌بعدی در حال رشد تبدیل کند به دلیل پتانسیل عظیم برای رشد.

به طور خاص، بازار چاپ سه‌بعدی منطقه APAC پیش‌بینی می‌شود که با نرخ 18٪ رشد کند، با مجموع هزینه 3.6 میلیارد دلار در 5 سال آینده. در سال 2017، دولت چین "طرح اقدام توسعه صنعت تولید افزایشی" را صادر کرد که شامل هدف معرفی بیش از 100 پروژه پایلوت چاپ سه‌بعدی در 10 صنعت کلیدی از جمله بخش‌های پزشکی، فرهنگی، آموزشی و فناوری است. به عنوان مثال، چین اخیراً اولین کالج چاپ سه‌بعدی جهان، کالج فناوری چاپ سه‌بعدی Baiyun-Winbo در گوانگژو را تأسیس کرده است. این کشور همچنین برنامه‌هایی برای نصب چاپگرهای سه‌بعدی در بیش از 400,000 مدرسه دارد. چنین ابتکاراتی به این معناست که افراد از سنین جوانی در فناوری سه‌بعدی مهارت پیدا می‌کنند.

 

خانه هوشمند: تلفیق آرامش و تکنولوژی در خانه

 

کره جنوبی

کره جنوبی نیز تمرکز قاطعی بر رشد چاپ سه‌بعدی دارد. با تشکر از حمایت قوی دولت، بخش پزشکی نقش پیشرو در اجرای چاپ سه‌بعدی در کشور را ایفا کرده است. طبق گزارش EY، آگاهی و سابقه چاپ سه‌بعدی در کره از 24٪ در سال 2016 به 81٪ در سال 2019 افزایش یافته است، که این کشور را به کشوری با بیشترین تجربه چاپ سه‌بعدی در میان نیروی کار خود تبدیل کرده است. من نمی‌بینم چرا نباید در سال‌های آینده شاهد آمار مشابهی از سایر کشورها باشیم.

استرالیا

در حالی که استرالیا در سطح جهانی پیشرو در سرمایه‌گذاری در چاپ سه‌بعدی نیست، اما در حال تلاش برای جبران است. در چند سال گذشته، این کشور شاهد ورود شرکت‌های جدیدی بوده است که سخت‌افزار چاپ سه‌بعدی را توسعه می‌دهند، به ویژه در بخش‌های پزشکی، هوافضا و دفاعی. هزینه تخمینی نیروی هوایی استرالیا برای جایگزینی قطعات آسیب‌دیده هواپیما بیش از 230 میلیون دلار استرالیا است. بنابراین، استفاده از تولید افزایشی فلزی برای تعمیر قطعات آسیب‌دیده می‌تواند به طور چشمگیری این هزینه را کاهش دهد.

 

چاپ سه‌بعدی اکنون یک فناوری نسبتاً رایج برای اکثر کشورهای توسعه‌یافته است و ما شاهد سرمایه‌گذاری متمرکز جهانی در این زمینه هستیم. همانطور که می‌دانیم، چاپ سه‌بعدی به تولیدکنندگان در زمینه‌های نمونه‌سازی سریع‌تر، روش‌های طراحی کارآمدتر، کاهش ضایعات، کاهش هزینه‌ها، مدل‌سازی بهتر و زمان سریع‌تر به بازار کمک می‌کند.این یک بازار است که به طور مداوم در حال رشد است، به این معنی که در آینده ممکن است چاپ سه‌بعدی در نهایت تولید سنتی را تحت الشعاع قرار دهد. یک چیز که می‌دانم این است که تقاضا برای چاپگرهای سه‌بعدی در سال‌های آینده افزایش خواهد یافت.

 

ترجمه وگرداوری :ندا خدری