پرینتر سه بعدی

ساخت خانه با پرینتر سه بعدی؛ فرصت یا تهدید برای صنعت ساختمان؟

ساخت خانه با پرینتر سه بعدی

امروزه فنّاوری ساخت خانه با پرینتر سه‌بعدی به‌سرعت در حال تحول صنعت ساخت‌وساز است و این امکان را فراهم کرده که خانه‌ها با سرعت بیشتر، هزینه کمتر و با سازگاری بیشتر با محیط‌زیست ساخته شوند. درحالی‌که چاپ سه‌بعدی در صنایعی مانند تولید قطعات، پزشکی و مد از نمونه‌سازی تا تولید نهایی به‌خوبی جای خود را پیدا کرده است، اکنون با پرینترهای سه‌بعدی در مقیاس بزرگ، امکان ساخت‌وساز پروژه‌های عظیم نیز وجود دارد.

تصور کنید یک خانه فقط در یک روز ساخته شود؛ این پیشرفت می‌تواند به‌طور چشمگیری بی‌خانمانی را کاهش دهد و مالکیت خانه را برای افراد بیشتری امکان‌پذیر کند؛ اما هرچند که این فنّاوری نوآورانه مزایای زیادی دارد؛ اما همچنان سؤالات مهمی درباره تأثیر آن بر صنعت ساخت‌وساز و نیروی کار سنّتی مطرح است. آیا ساخت خانه با پرینتر سه بعدی یک فرصت بزرگ برای پیشرفت در این صنعت است یا تهدیدی برای مشاغل سنّتی و روش‌های مرسوم؟ در این مقاله به بررسی دقیق این فنّاوری برای صنعت ساختمان خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.

نحوه ساخت خانه با پرینتر سه بعدی

ممکن است ساخت خانه با پرینتر سه بعدی غیرممکن به نظر برسد؛ اما پیشرفت فنّاوری چاپ سه‌بعدی این کار را ممکن ساخته است. در ادامه، شما را با فرایند کامل ساخت خانه سه‌بعدی آشنا خواهیم کرد.

مرحله توضیحات
1. طراحی نقشه ایجاد نقشه سه بعدی دقیق از خانه با استفاده از نرم‌افزارهای مدل‌سازی
2. ارسال طرح به پرینتر انتقال فایل طراحی به پرینتر سه بعدی و آماده‌سازی دستگاه برای چاپ
3. چاپ مواد به‌صورت لایه به لایه چاپ دیوارها و فونداسیون به صورت لایه به لایه با استفاده از مواد ساختمانی مانند بتن
4. ساخت سازه‌های اضافی نصب پنجره‌ها، درها، سیستم‌های لوله کشی و برق و انجام فعالیت‌های تکمیلی ساختمانی
  1. طراحی نقشه: اولین گام در فرایند ساخت خانه سه‌بعدی، مشابه با خانه‌های سنتی، ایجاد نقشه است. نقشه خانه با استفاده از نرم‌افزار مدل‌سازی طراحی می‌شود و به‌راحتی می‌تواند براساس نیازهای مالک تغییر یابد.
  2. ارسال طرح به پرینتر: پس‌از تأیید نقشه، سازنده خانه، طرح را به پرینتر سه‌ بعدی ارسال می‌کند. این مرحله از فرایند به‌عنوان مرحله آماده‌سازی شناخته می‌شود. پس‌از اینکه پرینتر فایل دیجیتال را پردازش کرد، هنگام تنظیم سکوی ساخت و پرکردن مواد اولیه برای آماده‌سازی پروژه است.
  3. چاپ مواد به‌صورت لایه به لایه: پیش‌از شروع چاپ، ریل‌هایی در اطراف محل کار قرار داده می‌شود تا به بازوی رباتیک نشان دهند که مخلوطِ ساختمانیِ شبیه به خمیر را کجا قرار دهد. بتن، متداول‌ترین ماده‌ای است که امروزه در ساخت‌وساز سه‌بعدی استفاده می‌شود. با فشاردادن دکمه «چاپ»، پرینتر به‌طور خودکار شروع به ساخت می‌کند. پرینترهای سه‌بعدی مواد را به‌صورت لایه‌به‌لایه با استفاده از تولید افزایشی چاپ می‌کنند. ماده چاپ‌شده، گرم می‌شود و سپس‌از طریق نازل به بیرون رانده می‌شود. خشک‌کن بتن باعث می‌شود مواد ساخت‌وساز سریعاً سفت شوند تا لایه دیگری به لایه‌های قبلی اضافه شود.
  4. ساخت سازه‌های اضافی: درحال‌حاضر، فرایند چاپ ذکرشده تنها شامل فونداسیون و دیوارهای یک خانه است. برای تکمیل پروژه به ساخت‌وساز بیشتر و نیروی انسانی نیاز است. پس‌از تولید خانه و انجام فعالیت‌های پس‌پردازش مانند حذف ریل‌ها از محل کار، زمان نصب بخش‌های دیگر خانه فرا می‌رسد. کارگران برای نصب پنجره‌ها، درها، لوله‌کشی و سیم‌کشی برق به محل ساخت‌وساز می‌آیند تا پروژه را تکمیل کنند.

نحوه ساخت خانه با پرینتر سه بعدی

به نقل از سایت  nikkoindustries.com مدت زمانی که طول می کشد تا بتوانید خانه را با پرینتر سه بعدی ایجاد کنید در زیر شرح داده شده:

To begin, it is dependent on the style of house you wish to 3D print.

3D printing takes longer for larger and more sophisticated designs than for smaller and simpler ones. 3D printing of higher quality 3D prints would take longer. Numerous factors can influence how long it takes to construct a 3D-printed house.

The length of time it takes to 3D print is determined by several factors, including the 3D printing method used, the material used, the size of your 3D model, and any finishing touches you wish to add to your house.

برای شروع، این موضوع به نوع خانه‌ای که قصد دارید با چاپ سه‌بعدی بسازید بستگی دارد.

چاپ سه‌بعدی برای طرح‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر زمان بیشتری می‌برد در مقایسه با طرح‌های کوچک‌تر و ساده‌تر. همچنین، چاپ سه‌بعدی با کیفیت بالاتر زمان بیشتری نیاز دارد. عوامل زیادی می‌توانند بر مدت زمان لازم برای ساخت یک خانه با چاپ سه‌بعدی تأثیر بگذارند.

مدت زمان لازم برای چاپ سه‌بعدی به چندین عامل بستگی دارد، از جمله روش چاپ سه‌بعدی مورد استفاده، مواد به‌کاررفته، اندازه مدل سه‌بعدی و هر نوع جزئیات نهایی که بخواهید به خانه اضافه کنید.

علاوه بر ساخت خانه با این چاپگرها می توان ساخت قطعات با پرینتر سه بعدی را نیز با این چاپگرها انجام داد.

مزایای ساخت خانه با پرینتر سه بعدی

ساخت خانه با پرینتر سه بعدی (که به‌عنوان 3DCP نیز شناخته می‌شود) دنیایی از امکانات جدید را فراهم می‌کند که با روش‌های ساخت‌وساز سنّتی قابل‌دسترس نیستد. از جمله این مزایا می‌توان به انعطاف‌پذیری در طراحی، امکان پیاده‌سازی اشکال پیچیده، کاهش هزینه‌های مواد و نیروی کار و همچنین کاهش خطاهای ناشی از فرایندهای خودکار اشاره کرد.

مزایای ساخت خانه با پرینتر سه بعدی

انعطاف‌پذیری در طراحی

ساخت اشکال پیچیده یا منحنی به‌طور سنّتی چالش‌برانگیز و پرهزینه است؛ اما با استفاده از پرینترهای سه‌بعدی در ساخت‌وساز، امکان ایجاد طرح‌های منعطف‌تری وجود دارد. برای اشکال پیچیده، پرینتر سه‌بعدی ساخت‌وساز می‌تواند به‌طور دقیق مقادیر کمی از بتن را در محل‌های موردنیاز قرار دهد که این امر به‌طور قابل‌توجهی گزینه‌های طراحی برای معماران را بهبود می‌بخشد.

کاهش هزینه‌ها

چندین روش وجود دارد که از طریق آن هزینه‌ها به‌طور قابل‌توجهی با چاپ سه‌بعدی یک خانه کاهش می‌یابد. با استفاده از 3DCP، معماران و سازندگان می‌توانند به‌طور دقیق مقدار مواد موردنیاز را محاسبه کنند. هنگامی که کارگران ساختمانی می‌توانند به‌خوبی میزان مصرف مواد را پیش‌بینی کنند، کاهش ضایعات ساخت‌وساز آسان‌تر می‌شود و در طولانی‌مدت می‌تواند هزینه‌های مواد را کاهش دهد.

علاوه‌براین، زمان اتمام پروژه‌های ساختمانی با استفاده از پرینتر سه‌بعدی به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد. به‌عنوان مثال، با فنّاوری چاپ سه‌بعدی، می‌توان یک خانه را در عرض حدود یک ماه و نیم ساخت، درحالی‌که با روش‌های سنّتی این زمان معمولاً شش ماه طول می‌کشد. این مسئله باعث کاهش هزینه‌های نیروی انسانی می‌شود؛ زیرا فرایند سریع‌تر است و نیازی به حضور مداوم کارگران در محل نیست.

همچنین، تنها ۲ تا ۳ نفر برای کار با پرینتر نیاز است. یک اپراتور پرینتر و یک اپراتور مواد مسئول اطمینان از عملکرد روان و ایمن پرینتر سه‌بعدی هستند. ضمناً توصیه می‌شود که دو نفر کمک نیز در محل ساخت‌وساز حضور داشته باشند؛ بنابراین، حضور تنها ۴ نفر در محل، هزینه‌های ساخت‌وساز را نسبت به حفظ یک تیم کامل در ساخت‌وسازهای سنّتی کاهش می‌دهد.

بااین‌حال، یکی از چالش‌های اصلی چاپ سه‌بعدی در ساخت‌وساز، تازگی فنّاوری است که منجر به مشکلاتی مانند کمبود مهندسان متخصص، نیاز به تغییر در کدهای ساخت‌وساز محلی و تحول در حرفه‌های موجود می‌شود. به‌دلیل ناتوانی پرینترهای سه‌بعدی در استفاده از نقشه‌های سنّتی، تعداد کمی از متخصصان علاقه‌مند به این فنّاوری شده‌اند و به‌همین‌دلیل از قابلیت‌های کامل این فنّاوری در طراحی، بهره‌برداری نمی‌شود. همچنین، نبود قوانین مناسب برای صدور مجوز ساخت‌وسازهای چاپ سه‌بعدی یکی دیگر از چالش‌های مهم است. علاوه‌براین، چاپ سه‌بعدی می‌تواند بسیاری از مشاغل موجود را تحت تأثیر قرار دهد، گرچه فرصت‌های شغلی جدیدی نیز ایجاد خواهد کرد.

کاهش هزینه‌های ساخت

بهترین پرینتر سه بعدی برای ساخت خانه با پرینتر سه بعدی کدام است؟

در ادامه برخی از شرکت‌های پیشگام چاپ سه‌بعدی در صنعت ساخت‌وساز در دنیا که مسیر نوآوری در ساخت خانه‌ها و ساختمان‌ها را هموار کرده‌اند، به‌ همراه بهترین پرینتر سه بعدی را که برای ساخت خانه عرضه می‌کنند، می‌‌بینید:

Constructions 3D

Constructions 3D یک شرکت فرانسوی است که از سال ۲۰۱۷ به طراحی ماشین‌هایی که سازه‌های بتنی چاپ سه‌بعدی تولید می‌کنند، پرداخته است. این شرکت چندین دستگاه از جمله MaxiPrinter، MiniPrinter PRO، MiniPrinter EDU و Constructimètre را توسعه داده است. این شرکت همچنین می‌تواند مواد سازگار با اهداف مشتریان خود را فراهم کند. فرایند چاپ سه‌بعدی بتن این شرکت براساس یک سیستم خودکار و تکرارپذیر است که دقت بالایی را نیز تضمین می‌کند. پروژه‌های شرکت Constructions 3D به‌دنبال یافتن راهی جدید برای مسکن‌سازی در قرن بیست و یکم هستند که چاپ سه‌بعدی را با استفاده کوتاه‌مدت از مواد و انرژی ترکیب می‌کند.

Apis Cor

Apis Cor یک شرکت فنّاوری ساخت‌وساز برنده جوایز بسیار است که در حال ایجاد پیشرفت‌های چشمگیر در صنعت ساخت خانه، به‌ویژه در حوزه فنّاوری چاپ سه‌بعدی بتن است. این شرکت از پرینترهای رباتیک با نام‌های Frank، Gary و Mary استفاده می‌کند تا فرایند ساخت، سازگار و آسان باشد. این شرکت دیوارهای بتنی چاپ‌شده سه‌بعدی را طراحی و آزمایش کرده است که از نظر ساختاری با دیوارهای بلوک بتنی قابل‌مقایسه است و طبق اعلام وب‌سایت شرکت، ماده بتنی اختصاصی Apis Cor، ۳۳٪ قوی‌تر از مواد بلوک بتنی است.

COBOD International

COBOD یکی از پیشروان جهانی در راهکارهای چاپ سه‌بعدی ساخت‌وساز است. این شرکت همواره به‌دنبال بهبود سرعت چاپ، کارایی، نیاز به نیروی کار و هزینه مواد است تا با ساخت‌وساز سنّتی رقابت کند. با بیش‌از ۵۰ پرینتر سه‌بعدی فروخته‌شده، COBOD یکی از رهبران حوزه چاپ سه‌بعدی ساخت‌وساز به‌شمار می‌رود. طبق گزارش 3D Printing Industry، پرینتر سه‌بعدی BOD2 ساخت این شرکت برای ساخت اولین مدرسه چاپ سه‌بعدی در لوویو، اوکراین استفاده می‌شود.

ICON

خانه‌های سه‌بعدی با عملکرد بالا از شرکت ICON دارای طراحی‌های معماری پیشرفته و انرژی کارآمد هستند که انعطاف‌پذیری و پایداری را همراه با امکانات دیجیتالی متعدد در ساخت‌وساز به نمایش می‌گذارند. این شرکت علاوه‌بر نمایش منابع آنلاین در زمینه ساخت خانه با پرینتر سه بعدی  به بررسی امکان ساخت‌وساز در خارج از زمین نیز پرداخته است.

ساخت خانه‌ها توسط این شرکت با سرعت بالا و با استفاده از ناوگان رباتیک ساخت Vulcan، نرم‌افزارها و مواد پیشرفته انجام می‌شود. هر دیوار داخلی و خارجی خانه با کمترین هدررفت مواد و آزادی بیشتر در طراحی تولید می‌شود. سیستم ساخت Vulcan شامل پرینتر Vulcan و واحد اختلاط قابل‌حمل Magma است که ماده ساختمانی اختصاصی ICON به‌نام Lavacrete را برای چاپ آماده می‌کند.

سخت‌افزار این سیستم توسط مجموعه نرم‌افزارهای BuildOS شرکت هدایت می‌شود. این نرم‌افزار معماری را برای چاپ آماده و سپس با کنترل سخت‌افزار رباتیک در محل، نقشه‌های دیجیتال را به خانه‌های فیزیکی تبدیل می‌کند.

بهترین پرینتر سه بعدی

سخن پایانی

ساخت خانه با پرینتر سه بعدی به‌عنوان یک فنّاوری نوآورانه می‌تواند تحولی بزرگ در صنعت ساختمان ایجاد کند. این فنّاوری با کاهش هزینه‌ها، زمان ساخت و کاهش مصرف مواد، فرصت‌های بسیاری را برای بهبود کیفیت و سرعت ساخت‌وساز فراهم می‌کند. بااین‌حال، چالش‌هایی همچون نیاز به تطبیق کدهای ساخت‌وساز، کمبود مهندسان متخصص و تأثیرات آن بر مشاغل سنتی، همچنان موانعی هستند که باید برطرف شوند. در مجموع، ساخت خانه با پرینتر سه‌بعدی می‌تواند یک فرصت بزرگ برای آینده صنعت ساختمان باشد؛ اما برای استفاده کامل از پتانسیل آن، نیاز به تغییرات و تطبیق‌های بیشتری در این صنعت وجود دارد. اگر علاقمند هستید که سایر مقالات مرتبط با پرینتر سه بعدی را مطالعه نمایید پیشنهاد ما مقاله های نحوه کار پرینتر سه بعدی و  راه اندازی پرینتر سه بعدی است.

 

سوالات متداول

1- مزایای ساخت ساختمان با پرینتر سه بعدی چیست؟

از جمله مهم‌ترین مزایای ساخت ساختمان با پرینتر سه بعدی می‌توان به انعطاف‌پذیری در طراحی، کاهش هزینه‌ها و سرعت ساخت بالاتر اشاره کرد. پرینترهای سه بعدی امکان ساخت سازه‌های پیچیده با اشکال هندسی متنوع را فراهم می‌کنند و با کاهش مصرف مواد و نیروی کار، هزینه‌های ساخت‌وساز را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند.

2- نحوه ساخت خانه با پرینتر سه بعدی چگونه است؟

ساخت خانه با پرینتر سه بعدی با طراحی یک نقشه دیجیتال آغاز می‌شود که سپس به پرینتر ارسال می‌شود. پرینتر، با استفاده از یک ماده ساختمانی مانند بتن، دیوارها و فونداسیون را لایه به لایه می‌سازد. پس از اتمام چاپ بخش‌های اصلی، مراحل تکمیلی مانند نصب پنجره‌ها، درها و سیستم‌های تاسیساتی توسط نیروی انسانی انجام می‌شود تا خانه آماده سکونت شود.

2 دیدگاه در “ساخت خانه با پرینتر سه بعدی؛ فرصت یا تهدید برای صنعت ساختمان؟

  1. شاهرخ گفت:

    سلام. من خودم به شخصه خیلی به آینده ساخت خانه با پرینتر سه بعدی امیدوارم. تصورش رو بکنید، خونه‌ای که دقیقا مطابق با سلیقه خودمون طراحی شده و در کمترین زمان ممکن ساخته میشه! چند وقت پیش یه مستندی دیدم که یه شرکت موفق شده بود با پرینتر سه بعدی، خونه‌ای با طراحی خیلی خاص بسازه. واقعا تکنولوژی خیلی پیشرفت کرده.

  2. عباس گفت:

    سلام. به نظر من یه نکته ای که خیلی مهمه، سرعت ساخت و سازه. هرچند که پرینترهای سه بعدی سرعت ساخت رو نسبت به روش‌های سنتی خیلی بیشتر کردن، اما هنوز هم ساخت یه خونه کامل ممکنه چندین روز طول بکشه.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *