۱۰ شرکت پرینت سه بعدی خانه و تاثیر آن در صنعت ساختمان

با افزایش قیمت مسکن و کاهش دسترسی به آن، توسعه دهندگان به دنبال پرینت سه بعدی خانه هایی هستند که ارزان‌تر، سریع‌تر و پایدارتر است. در این مقاله که با همکاری مرکز ساخت و خدمات پرینت سه بعدی اینوفب،  تدوین شده است، به این موضوع و جزئیات ان خواهیم پرداخت.

به دست آوردن شتاب

آیا پرینت سه بعدی خانه پاسخی برای مقرون به‌صرفه بودن، پایداری و کارایی هستند؟

به طور کلی ساختمان خانه، از زمانی که انسان‌ها شروع به چیدن سنگ‌ها برای ساختن سرپناه کردند، اندکی تغییر کرده است. اکثر خانه‌ها هنوز به تیم‌هایی از کارگران نیاز دارند که لایه‌های آجر یا بلوک‌های خاکستری را به‌صورت دستی روی هم چیده، میخ‌ها را روی قاب‌های چوبی بکوبند و دیوارپوش‌ها را بچسبانند. این روش به شدت به مهارت‌های فردی و کار دستی متکی است. مقدار زیادی ضایعات و صدا تولید می‌کند، زمان می‌برد و بهره‌وری پایینی را به همراه دارد. به عبارت دیگر، برای ایجاد اختلال آماده است.

رویکرد پرینت سه بعدی در ساخت و ساز نوید ساخت خانه های سریع تر، ارزان‌تر و دقیق‌تر با افراد کمتر را می‌دهد. شرکت‌های ساخت‌وساز سه بعدی نیز می‌گویند که مصالح آنها دوام بیشتری خواهند داشت و از اکثر مصالح ساختمانی سنتی قوی‌تر هستند. با مزایایی مانند این، جای تعجب نیست که پرینت سه بعدی خانه در سراسر جهان شتاب بیشتری به دست می‌آورد. در واقع، پیش‌بینی می‌شود که بازار جهانی ربات‌های ساختمانی (چیزی که چندی پیش وجود نداشت) در پنج سال آینده نزدیک به ۲۰ درصد رشد کند.

مرحله پروژه‌های آزمایشی چاپ سه‌بعدی و خانه‌های نمایشی در حال پایان است، زیرا توسعه‌دهندگان ساخت و ساز و شهرهای بیشتری برنامه‌های خود را برای پرینت سه بعدی خانه‌های کل جوامع  اولیه و مسکن نیروی کار خود تنظیم رده‌اند.

با رشد ساختمان های پرینت سه بعدی، ممکن است تعجب کنید که چه کسی این سازه‌ها را می‌سازد و چه کسی آنها را می‌خرد؟ در ادامه نگاهی به این موضوع خواهیم داشت.

مسکن هرگز یکسان نخواهد بود

افراد دیرپذیر صنعت ساختمان هنوز در مورد دوام خانه های چاپ سه بعدی تردید دارند. اما با هر پروژه‌ی جدید، این نظر محو تر می‌شود. شرکت پرینت سه بعدی خانه ‌ی Alquist اعلام کرد که قصد دارد ۲۰۰ خانه پرینت سه بعدی را طی چهار تا پنج سال آینده در اطراف Pulaski، ویرجینیا، مرکز رو به رشد تولید و مشاغل فناوری بسازد.

امروزه شرکت‌های ساخت‌وساز پرینت سه بعدی در کانون توجه هستند، زیرا مهندسان، توسعه‌دهندگان پروژه و مشتریان سعی می‌کنند جایی برای خود در اطراف این پدیده جدید بیابند. از این گذشته، این هنوز یک فناوری نسبتاً جدید است.

تاکنون هیچ استاندارد جهانی در مورد روش‌ها و مواد مورد استفاده به عنوان نوآوری از طیف گسترده‌ای از بازیگران جهانی وجود ندارد. بسیاری از قوانین ساختمانی محلی برای خانه های پرینت سه بعدی پیش‌بینی نشده است، اما این به سرعت در حال تغییر است.

در سال ۲۰۱۸، شرکت ساختمانی آیکون اولین شرکتی بود که در آمریکا مجوز ساخت خانه‌ای با فناوری چاپ سه بعدی را در آستین، تگزاس دریافت کرد. شهرهای دیگر نیز از این روند پیروی کرده‌اند. در مکان‌هایی که کدهای ساختمانی گسترده‌تر هستند یا وجود ندارند، شرکت‌های ساخت‌وساز پرینت سه بعدی به کاهش کمبود مسکن و ساختن سازه‌های مورد نیاز، مانند ساختمان‌های مدارس در آفریقا، مسکن کم‌درآمد در مکزیک، و خانه‌هایی برای بی‌خانمان‌ها در تگزاس کمک می‌کنند.

جدیدترین پروژه های پرینت سه بعدی خانه

در یکی از جدیدترین اطلاعیه‌های این بخش، اداره امور اسلامی و فعالیت‌های خیریه دبی (IACAD) از طرح خود برای ساخت اولین مسجد پرینت سه‌بعدی جهان رونمایی کرد. ساخت این سازه ۲۰۰۰ متر مربعی قرار است در ماه اکتبر با یک چاپگر رباتیک اختصاصی سه بعدی آغاز شود و هدف آن گنجایش ۶۰۰ نمازگزار پس از اتمام آن در سال ۲۰۲۵ است. علی الحلیان السویدی، رئیس دپارتمان مهندسی IACAD، می‌گوید: هزینه ساخت چنین مسجدی که فناوری به کار رفته در آن در نوع خود اولین است، در مقایسه با ساخت و ساز سنتی، حدود ۳۰ درصد بیشتر خواهد بود.

دبی قصد دارد خود را به عنوان یک پیشگام اصلی در فضای ساخت و ساز سه بعدی معرفی کند. این شهر برای جامع عمل پوشاندن به این هدف با چندین ساختمان پرینت سه بعدی و نمایشگاه ۲۰۲۰ که به‌طور کامل به چاپ سه بعدی انجام شده، وارد عرصه رقابت شد. این فعالیت‌ها نشان دهنده‌ی اهداف جاه‌طلبانه امارات برای تسریع پتانسیل این فناوری است.

IACAD در بیانیه‌ای اعلام کرد: این فرآیند با هدف تقویت موقعیت دبی از طریق تبدیل آن به یک مرکز پیشرو در منطقه و جهان در زمینه استفاده از این فناوری و در عین حال کاهش هزینه و کاهش زمان صرف شده برای اجرای کارهای ساختمانی است.

مقاله پیشنهادی برای مطالعه در وب سایت پرینت سه بعدی تبریز: پرینت سه بعدی کفش و زیره

و دبی با همسایگان خاورمیانه‌ای مانند عمان که پروژه‌های ساختمانی خود را پیش می‌برند، مشارکت خوبی دارد. دانشگاه صنعتی آلمان در عمان به تازگی سه ساختمان جدید را در شهر دقم تکمیل کرده است که شامل یک کافی شاپ، یک توالت عمومی و یک خانه ماهیگیری می‌شود؛ همگی این موراد در زمان ثبت رکورد هشت روزه ساخته شده‌اند.

یکی دیگر از اولین موارد فرضی دیگر در دنیای ساخت و ساز پرینت سه بعدی که در حال حاضر در هیوستون تکمیل می‌شود، مربوط به اولین ساختمان دو طبقه کاملاً سه بعدی است. جایی که شرکت های طراحی معماری و مهندسی Hannah و Cive در حال همکاری با Peri 3D Construction بر روی آن هستند. در حالی که اکنون خانه های پرینت سه بعدی زیادی در سراسر ایالات متحده وجود دارد، ساخت یک خانه دو طبقه با چالش های مهندسی سازه‌ای خاص خود همراه است که به معنای واقعی کلمه در سطح دیگری هستند. این چالش‌ها با ترکیب پرینت سه بعدی با ساخت قاب چوبی سنتی برای ایجاد یک راه حل ترکیبی و مقیاس پذیر و در عین حال قابل سفارشی سازی برای پروژه های آینده حل شد.

این خانه ۴۰۰۰ فوت مربعی قبلاً به یک پیشنهاد دهنده مناقصه‌ای ناشناس فروخته شده است و در مجموع دو سال طول می‌کشد تا تکمیل شود. چاپگر دروازه‌ای Peri’s Cobod Bod2، نامی آشنا در دنیای ساخت و ساز پرینت سه بعدی، برای اکسترود کردن مخلوط بتن تخصصی در راه پله‌ها و سایر سازه‌های کاربردی در مجموع ۳۳۰ ساعت چاپ فعال استفاده می‌شود.

شهر تامپای ایالات متحده به زودی اولین خانه چاپ سه بعدی خود را که دومین خانه از نوع خود در ایالت فلوریدا خواهد بود، می‌سازد. مت گیبسون، رئیس شرکت چاپ سه بعدی کلیک، ادعا می‌کند که این فناوری نه تنها پایداری کلی را بهبود می‌بخشد، بلکه به کاهش کمبود نیروی کار در منطقه نیز کمک می‌کند.

در ژوئن سال گذشته، تولیدکننده چاپگرهای ساختمانی افزودنی در مقیاس بزرگ فرانسوی Xtreee نه یک خانه بلکه پنج خانه را در شهر رِیمز افتتاح کرد. پروژه مسکن اجتماعی که توسط Plurial Novilla آغاز شده بود، با نام پروژه Viliaprint در ۱۲ ماه تکمیل شد. این در حالی است که زمان پیش بینی شده بر اساس روش های ساخت و ساز مرسوم، ۱۶ ماه بود. سازنده آن اضافه می‌کند که پرینت سه بعدی، این خانه‌ها را برای ساکنان کم‌درآمد قادر می‌سازد تا «معماری سطح بالا» داشته باشند؛ چیزی که برای مسکن‌های دولتی غیر قابل تصور بود.

با موفقیتی که پروژه‌ها کسب کردند، مسکن اجتماعی اکنون ViliaSprint2 را راه اندازی کرده است. برنامه مسکن جمعی با هدف ساخت یک ساختمان آپارتمانی سه طبقه از بتن با استفاده از پرینتر سه بعدی. این پروژه همچنین قصد دارد ساختمان دومی را نیز به طور “سنتی” در همان مکان بسازد تا مزایای دو روش ساخت‌و‌ساز در محل را مقایسه کند.

در ایالات متحده، خانه‌های پرینت سه‌بعدی تأییدیه بزرگی از Habitat for Humanity دریافت کردند، که بزرگترین سازنده خانه‌های غیرانتفاعی در جهان است. این سازمان نزدیک به یک میلیون خانه در ۴۷ سال گذشته و در ۷۰ کشور ساخته است. همچنین در سال ۲۰۲۱ دو پروژه خانگی پرینت سه بعدی را آغاز کرد، یکی در ویلیامزبورگ، ویرجینیا، و دیگری در تمپ، آریز.

خانه ۱۲۰۰ فوت مربعی ویرجینیا که در دسامبر همان سال تکمیل شد، در حدود ۲۸ ساعت به صورت سه بعدی چاپ شد که چهار هفته سریعتر از برنامه استاندارد ساخت و ساز است. هبیتات می‌افزاید که استفاده از بتن برای دیوارها حدود ۱۵ درصد در هر فوت مربع در هزینه‌های ساختمان صرفه‌جویی کرد. شرکت ساخت و ساز پرینت سه بعدی Alquist 3D خانه را با استفاده از چاپگر سه بعدی Cobod چاپ کرد. هبیتات برای سپس داوطلبان بشریت به همراه صاحب خانه از روش های سنتی ساخت و ساز برای ساختن سقف و تکمیل فضای داخلی استفاده کردند.

آدرین گولزبی، معاون ارشد ایالات متحده و کانادا در Habitat for Humanity International می‌گوید: « ما در ساخت خانه های کوچک در خارج از کشور که در ۱۷۰۰ فوت مربع و با استفاده از از فناوری چاپ سه بعدی خانه تولید شده است، موفق عمل کرده‌ایم. این خانه‌ها نشان دهنده ورود هبیتات به فضای جدید و نوآورانه است. این اولین نمونه از نوع خود در ایالات متحده است و زمینه را برای افزایش ظرفیت از طریق راه حلی فراهم می‌کند که می‌تواند هم پایدار و هم مقرون به‌صرفه باشد.

مراسم افتتاح پروژه بزرگ دیگر آنها، خانه ۱۷۳۸ فوت مربعی در آریزونا، با سه اتاق خواب و دو حمام، در ۲۴ فوریه ۲۰۲۲ برگزار شد. شرکت ساختمانی آلمانی Peri با استفاده از چاپگرهای Cobod Bod2 برای مدیریت چاپ وارد عمل شد. خانه سفارشی تقریباً ۷۵٪ پرینت سه بعدی و با فناوری خانه هوشمند توسط Cox Communications ساخته شده است. برای این خانه، هم دیوارهای بیرونی و هم داخلی با عایق‌های الکتریکی، لوله‌کشی و فوم یکپارچه، پرینت سه بعدی شدند و خطوط چاپی قابل مشاهده در فضای داخلی را نیز به نمایش گذاشتند؛ چیزی که اغلب در سایر پروژه‌های مسکن پرینت سه بعدی پنهان است.

انتظار می‌رود چاپگرهای Cobod خود را به عنوان راه حلی برای کمبود نیروی کار و ساخت و ساز در تابستان‌های گرم آریزونا نشان دهند؛ زمانی که ساخت خانه معمولاً متوقف می‌شود. با این حال، پرینتر با گرمای سوزان از بین نرفت. دمای تا ۱۱۵ درجه فارنهایت به معنای چالش‌های اضافی برای دستگاه و بتن رسوب شده به طور یکسان بود. به دلیل وجود کمک‌های انسانی متاثر از گرما، دستگاه تنها حدود ۱.۵ ساعت در روز کار می‌کرد.

تابستان امسال، کار بر روی اولین و بزرگترین محله چاپ سه بعدی کانادا آغاز می‌شود. این پروژه به عنوان رقابتی آغاز شد که شرکت کنندگان را برای حل مشکل مسکن ارزان قیمت با طراحی یک ساختمان چند طبقه به قیمت ۱۰۰ دلار در هر فوت مربع با استفاده از فناوری‌های جدید به چالش کشید. شش تیم برنده (Scoolpt، O-Cube، CyBe، Hivetat، Imprimere، UBB Chile) با معماران، مهندسان و سازندگان با تجربه کار خواهند کرد تا ایده‌های طراحی خود را به طور کامل توسعه دهند. با بودجه ۱۰ میلیون دلاری، حداکثر شش ساختمان منحصربه‌فرد که فناوری‌ها یا فرآیندهای نوآورانه ساخت و ساز را به نمایش می‌گذارند، زمین در Gananoque، انتاریو در نظر گرفته شده است. یکی از این تیم ها همچنین یک ساختمان ۱۲ طبقه با چاپ سه بعدی چند مسکونی در جای دیگری در انتاریو خواهد ساخت.

مقالات پیشنهادی مرتبط:

پرینت سه بعدی در معماری ؛ روایتی از کارگاه ساختمانی رنزو پیانو

چگونه پرینت سه بعدی معماری را تغییر می‌دهد!

منبع: all3dp.com