چاپگرهای سه‌بعدی که زمانی تنها در ابعاد محدود و برای اهداف پژوهشی مورد استفاده قرار می‌گرفتند، به سرعت از این مرحله عبور کرده و به عنوان یک فناوری عملی و اجرایی در مقیاس وسیع در حال به‌کارگیری هستند. پروژه‌های متعددی در حال آزمایش این فناوری جدید هستند و شرکت‌های استارتاپی، با رقابت برای طراحی‌های نوین و کاهش زمان چاپ از چند روز به چند ساعت، این فناوری را به راه‌حلی مؤثر برای کمبود جهانی مسکن تبدیل کرده‌اند.
اخیرا شرکت فناوری ساخت‌وساز Icon که در تگزاس مستقر است، مدلی از یک خانه بتنی را معرفی کرده که می‌تواند در کمتر از ۲۴ ساعت با هزینه‌ای کمتر از ۱۰،۰۰۰ دلار چاپ کند. این شرکت با همکاری کمپانی مسکن New Story قرار است نسخه‌ای از چاپگر سه‌بعدی خود را در السالوادور مستقر کرده و حدود ۱۰۰ خانه برای افراد ساکن در مناطق فقیرنشین چاپ کند.
ریچارد سنسام، مدیر پروژه در JLL می‌گوید: «چاپ سه‌بعدی در سال‌های اخیر گام‌های بزرگی برداشته و شرکت‌ها در حال گسترش افق‌های این فناوری هستند. کمبود مسکن در شهرهای متعدد جهان یکی از عوامل کلیدی پیشرفت‌های اخیر بوده است.»
فناوری چاپ سه‌بعدی چیست؟
این فناوری از پرینترهای بزرگ‌مقیاسی بهره می‌برد که لایه‌های موادی مانند سیمان را بر روی چارچوب‌های دیجیتالی‌شده تزریق می‌کنند و به این ترتیب دیوارهای داخلی و خارجی و سقف را شکل می‌دهند. افزودنی‌های به‌کاررفته در سیمان به آن کمک می‌کند که سریع‌تر سخت شود و کل فرآیند ساخت می‌تواند در عرض چند روز به جای چند ماه انجام شود، ضمن کاهش مواد زائد تا ۳۰ درصد.
در حالی که برخی ساختمان‌ها در محل چاپ می‌شوند، در مواردی چاپ انبوه قطعات و ارسال آنها برای مونتاژ در محل به صرفه‌تر است. همچنین، فناوری جدید چاپ سه‌بعدی فراتر از بتن رفته و به فولاد نیز رسیده است. به عنوان مثال، یک شرکت کانادایی پرینتر سه‌بعدی‌ای برای چاپ اتصالات و پانل‌های فولادی مورد نیاز در اسکلت ساختمان‌ها توسعه داده است که زمان مونتاژ را از سه تا پنج هفته به سه تا پنج روز کاهش می‌دهد.
چاپ سه‌بعدی هر روز فراگیرتر از دیروز
به‌کارگیری چاپ سه‌بعدی، به‌دلیل سرعت و صرفه‌جویی اقتصادی، راهکار مناسبی برای پروژه‌های مسکن عمومی است. به عنوان نمونه، در نانت فرانسه، خانه‌ای ۱۰۰ متر مربعی طی ۵۴ ساعت چاپ شده که الگوی خوبی برای مسکن اجتماعی ارائه می‌دهد. همچنین، نخستین مجموعه مسکونی چاپ سه‌بعدی جهان قرار است سال آینده در آیندهوون هلند آماده بهره‌برداری شود.
ریچارد سنسام در این باره می‌گوید: «چاپ سه‌بعدی می‌تواند بیشترین تاثیر را در بخش‌های مسکن با ساختارهای یکنواخت و امکان تولید انبوه داشته باشد. خوابگاه‌های دانشجویی، هتل‌ها و مسکن مقرون‌به‌صرفه نمونه‌هایی از چنین پروژه‌هایی هستند.»
در دوبی، افزایش مهاجرت و تمرکز بر پروژه‌های لوکس، مسکن ارزان‌قیمت را کمیاب کرده است. در پاسخ به این نیاز، دولت دوبی برنامه‌ای بلندپروازانه دارد که تا سال ۲۰۲۵، یک‌چهارم ساختمان‌های جدید با چاپ سه‌بعدی ساخته شوند.
سنسام توضیح می‌دهد: «دوبی به لطف حمایت‌های دولتی از این فناوری جدید در ساخت‌وساز چاپ سه‌بعدی پیشتاز است. این شهر به رویکرد خلاقانه‌اش در معماری مشهور است و اکنون از این فناوری برای پاسخ به نیاز واقعی مسکن استفاده می‌کند.»
علاوه بر این، استفاده از سیستم‌های مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) در صنعت ساخت‌وساز دوبی رایج است و هماهنگی لازم را برای تعامل با چاپگرهای سه‌بعدی فراهم می‌کند. در حالی که کشورهایی مثل بریتانیا به‌تازگی به این سمت حرکت می‌کنند، دوبی در این زمینه پیشرو است.
چاپ سه‌بعدی در خدمت املاک و مسکن
با توجه به کمبود نیروی متخصص در صنعت ساخت‌وساز در سطح جهانی، فناوری چاپ سه‌بعدی می‌تواند تحولی بزرگ در این صنعت ایجاد کند؛ نه تنها با کاهش تعداد افراد حاضر در محل ساخت و در نتیجه بهبود ایمنی، بلکه با افزایش بهره‌وری، چرا که امکان ادامه کار در ساعات غیرمعمول را نیز فراهم می‌سازد.
ریچارد سنسام می‌گوید: «تغییر اصلی در روش‌های کاری و ترکیب نیروی کار خواهد بود. در حال حاضر، بیشتر کارگران ساختمانی مردان جوان هستند؛ اما با حذف مراحل پرزحمت ساخت‌وساز، چاپ سه‌بعدی می‌تواند فرصت‌هایی فراهم کند تا همه افراد بتوانند در نیروی کار ادغام شوند.»
با این‌حال، در حالی که این فناوری به سرعت در حال پیشرفت است، زیرساخت‌های لازم برای ساخت‌وساز چاپ سه‌بعدی همچنان در مراحل ابتدایی قرار دارد و استانداردهای ایمنی و مقررات برای کاربرد تجاری آن هنوز به طور کامل توسعه نیافته‌اند.
سنسام توضیح می‌دهد: «طراحی یک ساختمان به گونه‌ای که قابلیت چاپ سه‌بعدی داشته باشد، همچنان چالشی برای طراحان است، زیرا بسیاری از آنها با نیازهای این فناوری آشنا نیستند. پذیرش عمومی این فناوری، به ویژه در کشورهایی مانند بریتانیا، به توسعه راه‌حل‌هایی برای استفاده در محل‌های محدود شهری نیز نیازمند است.»
آینده چاپ سه‌بعدی در صنعت ساختمان
پرینترهای سه‌بعدی امروز عمدتاً از سیمان اصلاح‌شده استفاده می‌کنند، اما در آینده، این دستگاه‌ها احتمالاً از مواد متنوع‌تری از جمله مصالح محلی بهره خواهند برد که می‌تواند به پایداری ساخت‌وساز کمک کند.
این پیشرفت، راه را برای استفاده از چاپ سه‌بعدی به‌عنوان راه‌حلی برای پناهگاه‌های مناطق آسیب‌دیده از بلایای طبیعی باز می‌کند. سنسام توضیح می‌دهد: «انتقال مصالح ساختمانی به مناطق امدادی دورافتاده و سخت‌دسترس، معمولاً پروسه‌ای طولانی است. با استفاده از مصالح محلی حتی شن و ماسه، یک پرینتر سه‌بعدی قابل حمل می‌تواند به محل ارسال شود و زمان لازم برای ساخت خانه‌های مورد نیاز را کاهش دهد.»
در آینده، فناوری چاپ سه‌بعدی امکان ایجاد شکل‌های جدیدی را فراهم می‌کند که در روش‌های سنتی ساخت‌وساز قابل دستیابی نیستند، مانند فرم‌های پیچیده منحنی.
سنسام می‌گوید: «ساخت‌وساز طی چند دهه اخیر تغییر چندانی نکرده است. با پیشرفت فناوری و زیرساخت‌های چاپ سه‌بعدی، نیاز به یکنواختی در ساخت کاهش می‌یابد و چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیری و دقت بیشتری در طراحی‌های معماری فراهم خواهد کرد. برای تحقق این هدف، به پیشگامانی نیاز است که مدلی تجاری و قابل اجرا از ساختمان‌های چاپ سه‌بعدی ارائه دهند و توجه و سرمایه‌گذاری صنعت را به خود جلب کنند.»
حتی آسمان‌خراش‌ها نیز دست‌نیافتنی نیستند. در این باره، سنسام می‌گوید: «اگر کسی بتواند پرینتری به اندازه کافی بلند بسازد، چرا که نه؟»
سخن پایانی
در حالی که شهرهای جهان به دنبال راه‌حل‌هایی نوین برای ساخت‌وساز هستند، فناوری چاپ سه‌بعدی به‌عنوان یک گزینه پیشرو می‌تواند نقشی کلیدی در تأمین نیاز جهانی به مسکن ارزان و دسترس‌پذیر ایفا کند. این فناوری نه تنها به تسریع و کاهش هزینه‌های ساخت‌وساز کمک می‌کند، بلکه با استفاده از مواد محلی و کاهش ضایعات، به بهبود پایداری و کاهش اثرات زیست‌محیطی ساخت‌وساز نیز کمک می‌نماید. از پناهگاه‌های اضطراری در مناطق بحرانی تا پروژه‌های شهری گسترده، چاپ سه‌بعدی می‌تواند الگوهای جدیدی را در معماری و طراحی معرفی کند و راه را برای تحولات بنیادی در صنعت ساختمان‌سازی هموار سازد.
source