تکنولوژی پرینترهای سه بعدی Construction 3D Printing به نوعی به چاپ در صنعت ساخت و ساز اشاره می کند که در آن متد چاپ سه بعدی، اصلی ترین متد طراحی و ساخت بنا و سازه می باشد.
متدهای چاپ سه بعدی که در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند، بسیارمتنوع هستند؛ اما مهم ترین آن ها عبارت اند از اکستروژن مانند بتن، سیمان، موم، فوم و پلیمر، پیوند گرده ای مانند پیوند پلیمری، پیوند واکنشی و سینترینگ و همچنین جوشکاری افزودنی.
پروسه چاپ ساختمان توسط پرینترهای سه بعدی ساختمان ساز مانند ربات های صنعتی و ماشین های تمام اتوماتیک انجام می شود. این پرینترهای سه بعدی کاربردهای فراوانی در بخش های خصوصی، عمومی، تجاری و صنعتی دارند.
از جمله مزیت های این نوع تکتولوژی می توان به ساخت سریع، هزینه ناچیز کارگر، دقت و سرعت بالا، ضایعات کم و ادغام سازی مناسب اشاره کرد.
از پرینتر سه بعدی در ساخت خانه، ساخت اجزای ساختمان مانند ستون ها و پنل های ساختاری، زیر ساخت شهرها و پل ها، جزیره نماهای مصنوعی و مجسمه ها استفاده می شود.
مزایای پرینترهای سه بعدی
چاپ سه بعدی به معماران ساختمان این فرصت را می دهد که در طراحی بناهای مورد نظر خود کاملا انعطاف پذیر باشند.
با استفاده از پرینت سه بعدی هزینه های ساخت و ساز هم در ساخت کلی و هم در قسمت های جزیی ساختمان بسیار پایین می آید.
- در مقیاس وسیع، ساختمان هایی که با چاپ سه بعدی بنا می شوند از نظر هزینه کارگر و مصالح ساختمانی بسیار مقرون به صرفه هستند.
- همچنین می توان ابزار یدکی را از هر مکان و از هر شرکت ساختمانی فراهم کرد. با انجام این کار در هزینه ابزار یدکی و زمانی که صرف دریافت آن ها می شود، صرفه جویی خواهد شد.
- چاپ سه بعدی برای طراحان این امکان را فراهم می کند که در هر نقطه از دنیا بتوانند پروسه ساخت و ساز را با کم ترین هزینه انجام دهند.
- با استفاده از این تکنولوژی حتی می توان در کره ماه نیز به طراحی سازه مورد نظر پرداخت.
- خانه طراحی شده توسط چاپگر سه بعدی نتایج بهتر و دقیق تری را نشان خواهد داد. زیرا فایل طراحی مستقیما از کامپیوتر به ماشین منتقل می شود و خطای انسانی در آن نقشی ندارد.
- در چاپ سه بعدی فایلی که تولید می شود مستقیما به شیء تبدیل می گردد و در دنیای بیرون تحقق می یابد.
- استفاده از تکنولوژی سه بعدی می تواند تا 30 درصد ضایعات ساختمانی را کاهش دهد.
معایب استفاده از پرینترهای سه بعدی
در حال حاضر قانونی برای تایید ساختمان هایی که با پرینترهای سه بعدی بنا شدند، وجود ندارد. در ابتدا دولت باید استانداردهای مربوط به لوله کشی، برق کشی، ایمنی عمومی و یکپارچگی ساختاری را تدوین و سپس به مراجع عمرانی ارجاع دهد.
- در چاپ سه بعدی تنها می توان از بتن و پلاستیک برای ساخت سازه استفاده نمود. ساختمان هایی که به اجزایی مانند فولاد و چوب نیاز دارند را نمی توان با این تکنولوژی ساخت.
- افراد کمی به این تکنولوژی واقف هستند و مهارت لازم را جهت اجرای آن دارند.
- این کار سبب کاهش نیروی انسانی در مراحل ساختمان سازی می شود که در نهایت کارگران زیادی بیکار می شوند.
کاربرد پرینترهای سه بعدی
- از چاپگرهای سه بعدی به راحتی می توان برای ایجاد ساختار منحنی و قوس دار استفاده نمود.
- با استفاده از ترکیب کامپوزیت و بتن، چاپگرهای سه بعدی قابلیت ساخت سازه های منحنی شکلی را دارند که در مقایسه با محدودیت های سازه راست خطی و مستقیم، یک طرح ساختاری فوق العاده به شمار می آید.
- تکنولوژی پرینتر سه بعدی حتی در بخش های ویژه همانند طراحی محصولات، تولید قطعات و ابزار، الکترونیک مصرفی، پلاستیک، فلزکاری، مهندسی هوافضا، دندانپزشکی و پزشکی نیز بکار می رود.
- چاپگر سه بعدی شاید برای ساخت ویلاهای لوکس و بزرگ، عمارت ها و هتل ها ایده مناسبی نباشد، اما برای خانه های متوسط و دیگر سازه ها با قیمت پایین و سرعت ساخت بالا بسیار مناسب است.
نحوه کار پرینترهای سه بعدی
تکنولوژی پرینترهای سه بعدی تقریبا شبیه به عملیات آجرچینی می باشد. در این فناوری، ریل ها در اطراف زمین نصب می شوند تا هدایت بازوی روباتیک را برعهده گیرند.
این ریل ها به عقب و جلو حرکت می کنند تا بتن، مدل موردنظر را به صورت لایه لایه بسازد. ماله هایی که در بخش های جانبی و در بالای نازل قرار می گیرند، لایه های بیرونی را صاف می کنند.
در این عملیات، نمی توان از بتن معمولی استفاده کرد، زیرا باید قبل از ادامه روند سفت و سخت شود. به همین دلیل باید از بتن زودگیر شونده استفاده کرد. این فرایند به طور کلی با یک مدل سه بعدی آغاز می شود.
شما می توانید خودتان یکی را ایجاد کنید و یا این که آن را از یک مخزن سه بعدی بارگیری نمایید. هنگام ساخت آن می توانید از اسکنرهای سه بعدی، کد یا نرم افزارهای مدل سازی سه بعدی و یا دستگاه هاپتیک استفاده نمایید.