full screen background image

بتن با چاپ سه‌بعدی = ساخت خانه در ۲۰ ساعت

9742 بار دیده شده
Loading the player...

اگر چنددقیقه‌ای را در اینترنت بگذرانید متوجه می‌شوید با چاپگر سه‌بعدی می‌توان چیزهای زیادی را چاپ کرد: قطعات اتومبیل و نمونه‌های اولیه، گوش مصنوعی، سلول‌های بنیادی، مسلسل، عینک و حتی دسری سفارشی با مواد غذاییِ موردنیاز یک فرد.

اما درزمینه ساخت‌وساز چطور؟ چرا نتوان از همین روش برای ساخت یک‌خانه‌ی واقعی برای یک خانواده یا یک فرد، ساختمان‌های تجاری یا حتی ساخت شهرک‌ها با سرعت و کیفیت بالاتر استفاده کرد؟

یک ‌خانه در بیست ساعت. این چیزی است که بهرخ خوشنویس موقع ساخت کانتور کرفتینگ (سی‌سی) در سر داشت. یک بتن ساز چاپگر سه‌بعدی که می‌توان یک‌خانه‌ی ۲۵۰۰ فوت مربعی را در بیست ساعت بسازد.

خوشنویس، پروفسور مهندسی سیستم‌های صنعتی در دانشگاه سادرن کالیفرنیا و همچنین رییس سنتر برای رپید اوتومیتد فبریکیشن تکنالجی (کرفت) است. روند بسیار سریع ساخت برای چاپگر سه‌بعدی بتن، که در حال ساخت با بودجه‌ی فدرال از بنیاد علوم ملی و از دفتر تحقیقات دریایی است، توانایی این را دارد که در صنعت ساخت‌وساز انقلابی به پا کند، زمان و هزینه‌ی ساخت خانه‌ها را کاهش داده و آسیب‌دیدگی‌های کارگران در محل ساخت‌وساز را کاهش دهد.

دیدن دیواری که به‌وسیله‌ی سی‌سی بناشده شبیه دیدن خامه‌ای است که روی کیک ریخته می‌شود. دهانه‌ی لوله‌ای که به‌صورت رباتیک و با ابزار کم کنترل می‌شود، رشته‌های خیسِ سیمانِ زود خشک‌شونده را یک لایه بعد از دیگری از خود خارج می‌کند.

قسمت نبوغ آمیز این فرایند وقتی است که باله‌های ماله مانندی که به دهانه‌ی لوله متصل شده است، سیمان را به شکلی صاف پخش می‌کنند. موقع ترمیم ترک‌های دیوار خانه‌اش بعد از زلزله‌ی نورتریج کالیفرنیا در سال ۱۹۹۴، سازگار کردن باله‌ها برای چاپگر سه‌بعدی به ذهن خوشنویس رسید.

این اختراع سرعت و کیفیت سطح را به‌شدت بهبود بخشیده و به خوشنویس این ایده را داده که استفاده از چاپگر سه‌بعدی را به صنعت ساختمان‌سازی بکشاند. خوشنویس گفت: “در آن زمان من به فکر چاپ سه‌بعدی خانه‌ها نبودم،” او ادامه داد: “من فقط می‌خواستم که سریع‌تر بسازم. وقتی‌که متوجه شدم این سرعت می‌تواند در مقیاسی بزرگ‌تر از دیگر روش‌های چاپ سه‌بعدی به دست آید، ساختن چیزهای بزرگ‌تر هم عملی شد.”

چیزهای بزرگی مانند قالب‌هایی برای پروانه‌های کشتی‌ها و زیردریایی‌هایی که او در آن زمان در حال ساختنشان بود. سپس او در سال ۲۰۰۴، اولین دیوار با کانتور کرفت را ساخت. و اگر همه‌چیز طبق برنامه پیش برود، اولین خانه‌ی ساخته‌شده با کانتور کرفت، قرار است در تابستان ۲۰۱۶ در محیط دانشگاه سادرن کالیفرنیا ساخته شود.

بتن با چاپ سه‌بعدی

ساخت خانه در ۲۰ ساعت با چاپ سه‌بعدی بتن - فردانما - آینده صنعت ساختمان
ساخت خانه در ۲۰ ساعت با چاپ سه‌بعدی بتن -کانال فردانما - آینده صنعت ساختمان (۱)
ساخت خانه در ۲۰ ساعت با چاپ سه‌بعدی بتن -کانال فردانما - آینده صنعت ساختمان (۱)
ساخت خانه در ۲۰ ساعت با چاپ سه‌بعدی بتن -کانال فردانما - آینده صنعت ساختمان (۲)
ساخت خانه در ۲۰ ساعت با چاپ سه‌بعدی بتن -کانال فردانما - آینده صنعت ساختمان (۴)
ساخت خانه در ۲۰ ساعت با چاپ سه‌بعدی بتن -کانال فردانما - آینده صنعت ساختمان (۵)

چطور کار می‌کند. یکی از مراحل کار، متصل کردن چاپگر سی‌سی روی جرثقیلی شبیه به یک خرک شش متری بزرگ است که به‌دقت طراحی‌شده. این ماشین رشته‌های بتونی را لایه به لایه روی‌هم قرار می‌دهد، و ماشین با پیشرفت کار بالاتر می‌رود. و درواقع یک‌خانه را چاپ می‌کند. این سیستم به‌شدت تطبیق‌پذیر است. با تنظیماتی بسیار پیچیده، این جرثقیل می‌تواند به‌صورت افقی روی یک ریل جلو و عقب برود تا یک سری خانه و یا حتی یک محله را بسازد. سیم‌کشی برق، لوله‌کشی و سیستم گرمایشی و سرمایشی را بعداً می‌توان در قسمت‌های خالی گذاشته‌ی دیوار قرارداد. کاشی‌کاری، قسمت‌های داخلی خانه، و میله‌گرد گذاری سقف هم می‌تواند به فرایند ساخت‌وساز اضافه شود.

خوشنویس تنها کسی نیست که با استفاده از چاپگر سه‌بعدی در حال بهبود بخشیدن کارهای ساختمان‌سازی است. اوایل تابستان، ام‌ایکس‌تری‌دی برنامه‌ای را برای چاپ سه‌بعدی پل عابر پیاده با ربات چند محوری اعلام کرد. و پروژه‌ی مینی‌بلدرز نشان می‌دهد که چطور تیمی از ربات‌ها می‌توانند خانه‌ای در اندازه‌ی طبیعی را با استفاده از مرمر و کامپوزیت پلیمری بسازند.

اما پروژه‌ی خوشنویس به خاطر کاربردهای بالقوه، حجم کار و بلندپروازیِ آن، کاری منحصربه‌فرد است. خوشنویس می‌گوید، خانه‌ها از معدود چیزهایی هستند که هنوز باید با دست‌ساخته شوند. کفش، لباس، و ابزارآلات خانگی با سیستم‌های خودکار ساخته می‌شوند. باوجود منتقدهایی که می‌ترسند خانه‌های چاپ‌شده کار ساختمانی را از کارگران می‌گیرد، چیزی که خوشنویس هم آن را انکار نمی‌کند، اما او معتقد است که حالا نوبت خانه‌ها شده تا با سیستم‌های خودکار ساخته شوند.

خانه‌سازی فوری با هزینه‌ی پایین. خوشنویس، که در سال ۱۹۷۴ از ایران مهاجرت کرد و بیش از ۷۰ اختراع را در زمینه‌های مختلف، از مهندسی هوافضا گرفته تا رباتیک را به ثبت رسانده است، کارایی سی‌سی را در ساختمان‌سازی تجاری، خانه‌سازی سریع و ارزان و ساختن خودکار مجموعه‌های مسکونی فضایی، پیش‌بینی می‌کند. این مخترع توانا، که یکی از اعضای خلق مفاهیم پیشرفته‌ی نوآورانه‌ی ناسا (ان‌آی‌ای‌سی) هم هست، پیشنهادی داده که در آن با پختن خاک ماه می‌توان ایستگاهی را در ماه برای فضاپیماهای آینده ساخت.

بر روی زمین، از سی‌سی می‌توان برای ساخت یک یا چند خانه استفاده کرد، هر خانه را نیز می‌توان با طرحی متفاوت ساخت، و همه را هم در یک دور ساخت‌وساز انجام داد. نمونه‌ی اولیه‌ی ساخته‌شده به‌صورت غیرمعمولی مقاوم است، با قدرت تحمل ۱۰۰۰۰ پی‌اس‌آی فشار، سه برابر بیشتر از خانه‌های معمولی، که آن را برای مناطق زلزله‌خیز و طوفان‌خیز مناسب می‌کند.

خوشنویس می‌گوید به این خاطر که نیروی کار سی‌سی، هزینه و مواد آن ارزان است، از این روش می‌توان برای ساختن خانه‌های مقرون‌به‌صرفه در مناطق محروم استفاده کرد. او گفت: “وقتی‌که ما بتوانیم برای مناطق محروم خانه‌ها را ازلحاظ اقتصادی به‌صرفه کنیم، مثلاً در زاغه‌نشین‌ها، می‌توانیم نیازهای مسکن آن‌ها را برآورده سازیم.”

البته شما ممکن است فکر کنید که بتون‌ریزی خودکار در ابعاد بزرگ منجر به طراحی‌های خشک و یکسان می‌شود، خوشنویس برعکسِ این عقیده را دارد. او می‌گوید سی‌سی می‌تواند ساختمان‌هایی با اشکالی زیبا را بسازد. مثلاً ساختمان‌هایی به زیباییِ بناهای قدیمی ایرانی را خلق کند.

خوشنویس در تد‌اِکس تاکِ فوریه‌ی ۲۰۱۲ در اوجای کالیفرنیا گفت که به دلیل سرعت بالایی که ساختمان‌ها چاپ می‌شوند، این فرایند از اسراف‌های معمولِ کارهای ساختمانی جلوگیری می‌کند. حمل مواد در مسیرهای طولانی و نصب زمان‌بر آن‌ها میزان زیادی دی‌اکسید کربن تولید می‌کند. با کاهش کارگران در محل ساخت‌وساز، این فرایند می‌تواند جان انسان‌ها را هم نجات دهد. در کارهای ساختمانی آمریکا، سالانه ۴۰۰۰۰۰ نفر زخمی و ۶۰۰۰ نفر کشته می‌شوند.

خوشنویس گفت بااینکه تهیه‌ی بودجه و انجام دادن مراحل قانونی کار سختی بود، اما این فناوری کاهش هزینه، سرعت و انعطاف‌پذیری در معماری را باهم دارا می‌باشد که آن را ازلحاظ اقتصادی قابل سرمایه‌گذاری می‌کند. او گفت: “واقعیت این است که این کار زمان زیادی می‌گیرد،” او ادامه داد: “ساخت‌وساز کاری است که به‌حق باید با محافظه‌کاری پیگیری شود. سری که درد نمی‌کند را دستمال نمی‌بندند. نحوه‌ی ساخت‌وساز امروزی بااینکه بهترین کارایی را ندارد، اما امتحان کردن روش‌های جدید، مستعد خطرات و مشکلات زیادی است.”

خوشنویس از دگرگونی نمی‌ترسد، مخصوصاً اگر این دگرگونی باعث رشد اقتصادی و حرکت شود. همان‌طور که او در تداکس تاک گفت و مورد تشویق قرار گرفت. “در ۱۹۰۰، ۶۲ درصد مردم آمریکا کشاورز بودند. امروز، این رقم کمتر از ۱٫۵ درصد است. اما دنیا به آخر نرسیده است. همیشه به خاطر پیشرفت‌ها و استفاده از فناوری‌های قابل‌اجرا، اقتصاد بهتری وجود خواهد داشت.”




5 نظر درباره “بتن با چاپ سه‌بعدی = ساخت خانه در ۲۰ ساعت

  1. Hamid

    بسیار زیبا دورود فراوان به مهندسی که زحمت این کارو کشیده خسته نباشه ازسمیم قلب .برای ساخت لوازم زینتی دستگاهی سه بعدی برای فروش هم دارین ممنون میشم راهنمایم کنین

    پاسخ
  2. روشن

    با سلام اين فناوري براي ساخت خانه هاي ارزان قيمت در مناطق محروم كشور از جمله سيستان و بلوچستان ، خراسان جنوبي و … بسيار مناسب است . اما از آنجائيكه در اين مناطق خاك بسيار زياد است اگر بتوان از مصالح خاك با آهك يا سيمان استفاده كرد از نظر اقتصادي بسيار مقرون بصرفه تر براي مردم آن مناطق مي باشد كه از محروميت بسيار زيادي برخوردار هستند .

    پاسخ

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.