طباعة ثلاثية الأبعاد للخرسانة
الطباعة الثلاثية الأبعاد ( 3D Printing ) أحد التقنيات القادمة بقوة للتأثير على طريقة صناعة المنتجات في شتى العلوم.
قبل بضع سنين بدأت هذه التقنية في الظهور وكانت التطبيقات المنشودة لها تتمثل في صناعة الأجزاء الصغيرة والخاصة بالآلات الصغيرة والمكائن. هنا فيديو يظهر طريقة الطباعة الثلاثية الأبعاد للأجزاء الصغيرة.
وكما هي حال كل تقنية يحاول العلماء استخدامها في مجالاتهم. فظهر الدكتور Behrokh Khoshnevis والذي رأي أنه يستطيع استخدامها على مقاسات أكبر وذلك باستخدامها في بناء البيوت.
"إذا نظرنا حولنا سنجد أن كل ما حولنا أصبح ينتج بطريقة ميكانيكية في المصانع وفي خطوط الإنتاج ولكن ما زال قطاع الإنشاءات يعتمد على العنصر البشري بشكل أساسي.
Dr. Behrokh Khoshnevis
Researcher
نعم قد يتم إنتاج مواد البناء بشكل ميكانيكي في المصانع ولكنها في نهاية الأمر ترسل إلى الموقع لكي يبدأ العنصر البشري بالتدخل في طريقة البناء بشكل كبير.
لذلك هناك العديد من الطموحات لتبسيط طرق البناء وجعلها أكثر ميكانيكية وأكثر اعتماداً على الآلات وهذه هي أحد أهداف الطباعة الثلاثية الأبعاد.
الدكتور Behrokh Khoshnevis هو رئيس مشروع Contour Crafting وهو مشروع مهتم بشكل أساسي بهذه الفكرة وتطويرها. الفكرة في ذاتها بسيطة ولكن تنفيذها وجعلها أكثر فعالية هو محل البحث. الطابعة الثلاثية الأبعاد هي آلة كبيرة لها مثل القوائم المتحركة في الأطراف ومتصلة من الأعلى لتوفير طريقة لوضع المواد من الأعلى. وهنا فيديو يظهر الآلة وهي في طور العمل وتظهر أيضاً رسم جرافيكسي لما ستكون عليه الآلة أثناء بناء البيوت.
هذه الآلة مرتبطة بجهاز كميبوتر حيث يتم وضع التصاميم المطلوبة في الكمبيوتر ومن ثم يتم تنفيذ المخطط بشكل آلكتروني. الآلة تستطيع صب الخرسانة وفي نفس الوقت ترك الفراغات المطلوبة في البناء مثل الأبواب والنوافذ والفتحات الخاصة بالتبريد والكهرباء وغيرها. بل تستطيع الآلة أيضاً وضع الآجزاء الداخلية في الخرسانة مثل أسياخ الحديد (تستخدم قطع من الحديد ترتبط بعضها ببعض عوضاً عن الحديد التقليدي) والقطع الكهربائية بل ويطمحون حتى أن يكون التشطيب بشكل ميكانيكي.
الخرسانة المستخدمة مصنوعة من المواد الأسمنتية ومضاف إليها مواد من الفابيرك مما يجعل قوة الخرسانة تصل إلى 60 ميجا باسكال وهي أكثر بكثير من المستخدم في البيوت العادية والتي تقدر ب 25 ميجا باسكال والخرسانة ذات كثافة عالية بحيث تحافظ على شكلها عند صبها عن طريق الآلة. يذكر أن بناء بيت صغير بهذه الآلة لن يستغرق أكثر من 22 ساعة.
ما زال يعتبر المشروع في بداياته وما زال يتناول في طاولات الجامعات ويدعم عن طريق مراكز البحث ولم يدعم بعد بشكل تجاري. التسويق للمشروع يعتمد على عدة أسباب وأهمها:
-
- السرعة في البناء
- الاقتصاد في الطاقة البشرية
- البناء الأخضر وذلك لقلة الهدر في المواد وقلة الآلات المستخدمة.
- السلامة حين أن أعمال البناء التقليدية خطيرة جداً
- مناسب للبناء السريع مثل الملاجئ أثناء الحروب والمجاعات أو للجيوش أثناء التنقل
ولمناسبتها للجيوش حصل المشروع على دعم من البحرية الإمريكية لتطوير المشروع. وأيضاً تم اختيار المشروع من أحد المؤسسات في قائمة أفضل 20 اختراع في العالم في عام 2006.
وفي عام 2010 حصل أيضاً على دعم من ناسا وذلك لهدف تطوير المشروع ولكي يكون مناسب لبناء مساكن في سطح القمر أو المريخ لبناء مساكن بطريقة أوتوماتيكية وتكمن الصعوبة في البناء في كوكب ذا جاذبية منخفضة جدا وأيضا في توفير مواد البناء حيث البحوث الحالية تذكر أنه يجب على الأقل شحن 10% من مواد البناء من الأرض ويمكن توفير الباقي من الكوكب. ناسا سترسل أول طابعة ثلاثية لبناء قطع الغيار إلى الفضاء هذا العام“المرجع”.
هذه التقنية ستكون ثورية بمعنى الكلمة فهي الآن تدرس لبناء أعضاء حيوية للإنسان وهي خطوة جدا متقدمة في هندسة الأنسجة وهنا فيديو يشرح الفكرة باختصار وأيضاً هنا فيديو آخر لأحد الدكاترة القائمين على البحث في أحد مؤتمرات تيد. أخيراً يأمل الباحثون إلى أن يستطيعوا أن يبنوا مباني ضخمة عن طريق هذه التقنية والتي ستكون أسرع وأفضل جودة وأكثر آماناً وقد نرى ذلك في المستقبل القريب.
وفي الختام أترككم مع مقطع فيديو للدكتور Behrokh Khoshnevi وهو يشرح فكرته في أحد مؤتمرات تيدكس.
المراجع الرئيسية:
