هل يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تعيد تشكيل العمارة السكنية بالشكل الذي نعرفه؟
هل يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تعيد تشكيل العمارة السكنية بالشكل الذي نعرفه؟
بحلول عام 2025 ، تخطط دبي لطباعة ربع مبانيها بأساليب البناء ثلاثية الأبعاد ، مما يدل على إمكانات تقنية سريعة النمو قادرة على إعادة تعريف ودفع حدود العمارة التقليدية. مع ظهور هذه التقنية كحل قابل للتطبيق في مجالات البناء والهندسة والعمارة ، تزداد شعبيتها بسرعة. في الواقع ، بين عامي 2021 و 2028 فقط ، من المتوقع أن ينمو سوق البناء ثلاثي الأبعاد العالمي بنسبة 91٪ ، وفقًا لـ تقرير يوليو 2021 بواسطة Grand View Research. لماذا هذا النمو السريع؟ إلى جانب كونها بديلاً أسرع وتكاليف بناء أقل ، يمكنها أيضًا توفير حلول إسكان ميسورة التكلفة وتتيح إمكانيات تصميم لا حصر لها ، من بين العديد من المزايا الأخرى. وبالتالي ، نظرًا لأن المهندسين المعماريين يجب أن يتكيفوا مع عصر تكنولوجي جديد ، حيث أصبحت السرعة والكفاءة من العوامل الرئيسية في عمليات التصميم والتنفيذ ، فإن ظهور الطباعة ثلاثية الأبعاد يُظهر وعودًا هائلة. يمكن أن يساعد حتى في إعادة تشكيل البناء كما نعرفه.
مرونة التصميم وتقليل وقت البناء
تعد طباعة الإنشاءات ثلاثية الأبعاد تقنية جديدة تعمل على تشكيل الخرسانة دون استخدام قوالب صب ، مما يعني أنه يمكن طباعة الأجزاء الجاهزة والجدران بأكملها بأي شكل في الوقت المناسب وبطريقة فعالة من حيث التكلفة. بشكل أساسي ، يتم إنشاء الأشكال ثلاثية الأبعاد من خلال عملية يتحكم فيها الكمبيوتر ، مما يحول عملية البناء التقليدية ويسمح بمجموعة متنوعة من فرص التصميم. على عكس الأساليب التقليدية الأخرى ، يمكن للمهندسين المعماريين بسهولة تطوير هياكل فردية بأسطح وأشكال وألوان غير مسبوقة للمباني الإبداعية والمبتكرة والملفتة للنظر – الأولى والوحيدة من نوعها. عمليا أي شكل عضوي ممكن: جدران منحنية أو مستقيمة ، أسطح ناعمة أو خشنة ، مسطحة أو بزاوية. لا توجد حدود حقًا للتعبير عن الإبداع المعماري.
بصرف النظر عن حرية التصميم هذه ، فإن عملية الطباعة نفسها فعالة بشكل خاص أيضًا. فهي لا توفر درجة عالية من موثوقية التخطيط منذ البداية فحسب ، بل تتميز أيضًا بسرعة طباعة عالية وتتطلب جهد تنسيق منخفض ، وبالتالي تقليل تكاليف البناء. على سبيل المثال، PERI AG يمكن الآن بسهولة بناء منزل كامل لعائلة واحدة (تم بناؤه بطريقة أخرى من الطوب أو الخشب في شهور أو سنوات) في غضون 25 ساعة فقط من وقت الطباعة الخالص بفضل التقنية الجديدة. هذا يفتح إمكانية المباني المبتكرة معماريا التي يمكن أن تظهر في وقت أقل – وبدون تكاليف إضافية – مقارنة بالطرق التقليدية.
كيف تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
على الرغم من أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للبناء هي حاليًا في مرحلة مبكرة ، بيري، أحد الموردين الرائدين في العالم لأنظمة القوالب والسقالات ، وقد شارك بشكل كبير في السوق لعدة سنوات حتى الآن. بالتعاون مع الشركة الدنماركية COBOD ، تعمل الشركة الألمانية المملوكة لعائلة على تحسين التكنولوجيا والانفتاح على أسواق جديدة. ينصب التركيز بشكل أساسي على البناء السكني ، ولكنه يشمل أيضًا إنتاج المكونات الفردية الجاهزة.
تستخدم PERI آلة تعرف باسم COBOD BOD2 ، وهي طابعة إنشاءات ثلاثية الأبعاد مطورة بالكامل وآمنة يمكن تهيئتها في أي اتجاه لمجموعة واسعة من التطبيقات ، سواء كانت جدرانًا أو أعمدة أو سلالمًا أو عناصر بناء أخرى. يوفر كل COBOD BOD2 مزايا عديدة ، مثل نظام البوابة المناسب للإنتاج خارج الموقع والتطبيق في الموقع ، مما يلغي الحاجة إلى النقل والمعايرة بشكل متكرر. في الوقت نفسه ، يشتمل النظام على عدد من الوحدات النمطية التي يمكن اختيارها لتناسب مشاريع محددة.
ومع ذلك ، تبرز الطابعة بشكل خاص بسبب سرعتها مقارنة بالأجهزة الأخرى. إلى جانب كونها أسرع طابعة إنشاءات في السوق بسرعة قصوى تبلغ 1 متر / ثانية ، فقد تم اعتمادها بطريقة تجعل من الممكن تنفيذ العمل داخل منطقة الطباعة أثناء الطباعة. لذلك ، يمكن دمج جميع أنواع الأعمال اليدوية ، مثل تركيب الأنابيب ، بسهولة وبالتالي تحسين عملية البناء.
في العام الماضي فقط ، أثبتت عملية البيع الأولى للطابعة ثلاثية الأبعاد نجاحها. في محاولة لتصنيع مجموعة كبيرة من العناصر الخرسانية الجاهزة وتقليل قيود التخطيط ، شركة ألمانية Röser GmbH قدم طلبًا باستخدام بيري كاستثمار مبتكر طويل الأجل.
طريقة التطبيق
على الرغم من أن الأسقف وألواح الأرضيات والأساسات يتم بناؤها بطريقة تقليدية ، فقد أثبت BOD2 أنه يمكن أن ينتج جدرانًا خرسانية بنجاح. بعد نقل الطابعة إلى موقع البناء ، يتم تثبيت المحاور Z ، ويتم توصيل رأس الطباعة بالمحور X للهيكل الفولاذي ، ويتم توصيل صومعة ومضخة الخرسانة المتاحة تجاريًا بـ BOD2. مع اكتمال التجميع ، تعمل عملية الطباعة في ثلاثة أبعاد على طول المحاور الثلاثة على إطار معدني محكم.
نظرًا لأن جدار التجويف المطبوع يلبي المتطلبات الثابتة في المباني السكنية ، فلا يلزم تعزيز. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تدمج جدران التجويف المزدوجة الجلد طرق العزل بأي شكل من الأشكال.
المباني السكنية: معالم لتقنية البناء ثلاثية الأبعاد
شهدت تقنية البناء ثلاثي الأبعاد علامة فارقة غير مسبوقة: ألمانياتم افتتاح أول دار مطبوعة تعمل بكامل طاقتها رسميًا وهي الآن جاهزة للسوق. مع بدء الطباعة في سبتمبر من عام 2020 ، تم بناء المنزل المنفصل المكون من طابقين بواسطة بيري ومن تصميم إبداع MENSE-KORTE + architekten، من خلال جميع عمليات الموافقة التنظيمية وافتتحت في يوليو في بيكوم ، شمال الراين – وستفاليا. مع مساحة معيشة تبلغ 80 مترًا مربعًا لكل طابق ، قامت بيري بطباعة الجدران ذات التجاويف ثلاثية الجلد ، والتي تمتلئ بمركب عازل مع مراعاة مساحة العناصر المتعلقة بالمياه والكهرباء. Röser GmbH زودت مكونات العلية كأجزاء مسبقة الصنع ، مما أدى ، جنبًا إلى جنب مع عملية الطباعة في الموقع ، إلى إنشاء وحدة متجانسة.
حصل مشروع Beckum على جائزة الابتكار الألمانية من قبل مجلس التصميم الألماني ، وهي جائزة سنوية تعترف بالمشاريع التي تقدم تطورات في الصناعة من خلال الأصالة والتنفيذ والفعالية.
تم تنفيذ الميزات الثلاث – الرقمية والديناميكية والجاهزة للطباعة – في بيكوم. مع أول مبنى سكني مطبوع ثلاثي الأبعاد في ألمانيا، يتم إنشاء ضغط إيجابي في صناعة البناء: للبناء المبتكر بتقنيات جديدة ، ولجاذبية أكبر في مهن البناء وللعمارة الحديثة بأساليب جديدة. ” – إينا شارينباخ ، وزيرة الداخلية والشؤون البلدية والبناء والمساواة في ولاية شمال الراين – وستفاليا.
https://www.youtube.com/watch؟v=ZUVoQdUYyFo
إلى جانب تحديد المواقع بيري كشركة رائدة في السوق ، يثبت نجاح المشروع الفريد من نوعه أن البناء ثلاثي الأبعاد قابل للتطبيق ويفتح مجموعة كاملة من الاحتمالات في الصناعة. كما أنها مهدت الطريق لوحدات سكنية أكبر وأكثر تعقيدًا. بعد شهرين بالضبط من بدء العمل في المنزل في بيكوم ، بيري شرعت في طباعة أكبر مبنى سكني مطبوع في أوروبا ، هذه المرة في Wallenhausen ، بافاريا. موزعة على 3 طوابق و 380 متر مربع ، يتم تأجير 4 وحدات من أصل 5 ، في حين تستخدم إحداها كشقة عرض. منذ ذلك الحين ، تم أيضًا دمج الكثير مما تم تعلمه في البداية في بيكوم في أول مشروع سكني في تيمبي ، أريزونا ، وهو ملحق مبنى سكني في بحيرة كونستانس في ألمانيا، وأول مبنى مطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد في النمسا تم تنفيذه بالتعاون مع STRABAG SE.
مع آخر مشروع طباعة في النمسا ، كان بيري أكمل فريق طباعة الإنشاءات ثلاثية الأبعاد بنجاح خمسة مشاريع طباعة في عام واحد. كل هذه ليست مشاريع بحثية ، بل منازل حقيقية مرت بجميع عمليات الموافقة على كود البناء ، أو تم تأجيرها وشغلها ، أو يعمل فيها الناس.
نظرًا لأن المهندسين المعماريين في جميع أنحاء العالم يواجهون أوقاتًا من عدم اليقين ونقص العمالة والإسكان أو تحديات صناعية أخرى ، هناك شيء واحد فقط مؤكد: البناء والتخطيط كما نعرفه سيتغيران بشكل جذري في كثير من المجالات. مع الطباعة ثلاثية الأبعاد للبناء كبديل واعد ، يمكن أن تصبح تعديلات التخطيط البطيئة والمكلفة شيئًا من الماضي. لا يمكن أن توفر الجدوى المتزايدة ، والإنتاجية ، وتحسين عملية البناء حلولاً سكنية ميسورة التكلفة وإيجارات أقل فحسب ، بل يمكنها أيضًا توفير ملاجئ للمناطق المنكوبة بالكوارث أو إجابة لبناء أكثر استدامة. على الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير من الإمكانات التي يجب استكشافها في الأسواق الأخرى وقطاعات الصناعة ، فمن الواضح أن طباعة الإنشاءات ثلاثية الأبعاد موجودة لتبقى.
لمزيد من المعلومات حول تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وتطبيقاتها الواقعية ، تحقق من هذا الرابط.
هذه المقالة جزء من موضوع ArchDaily: ممارسات جديدة، قدمها بفخر بيري. لبيري يبحث قسم المنتجات والتقنيات المستقبلية في التقنيات التخريبية التي لديها القدرة على تغيير صناعة البناء بشكل أساسي. الهدف هو التعرف على علامات المستقبل والمساعدة في تشكيل هذا المستقبل. من خلال نهج منهجي ، بيري وبالتالي توسع كفاءاتها الأساسية وتعمل كرائدة واضحة في السوق. تعلم المزيد عن مواضيعنا الشهرية. كما هو الحال دائمًا ، في ArchDaily ، نرحب بمساهمات قرائنا ؛ إذا كنت تريد إرسال مقال أو مشروع ، اتصل بنا.