25 پروژه مهم تا سال 2020 در حوزه خانه‌سازی با پرینت سه بعدی

ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی یکی از نوآورانه‌ترین فناوری‌های عصر حاضر است که تحولی بزرگ در صنعت ساختمان‌سازی ایجاد کرده است. این فناوری پیشرفته با استفاده از انواع مختلف پرینتر سه‌ بعدی ساختمان سازی، امکان ساخت سریع، دقیق و مقرون‌به‌صرفه سازه‌های مسکونی را فراهم می‌کند. در حالی که روش‌های سنتی ساختمان‌سازی معمولاً زمان‌بر و پرهزینه هستند، پرینت سه‌ بعدی ساختمان به معماران و مهندسان این امکان را می‌دهد که طرح‌های پیچیده را با دقت بالا و در زمان کوتاه اجرا کنند.

در این مقاله به بررسی اصول، مزایا و چالش‌های ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی می‌پردازیم و نقش این فناوری را در آینده صنعت ساختمان تحلیل می‌کنیم.

منظور از ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی چیست؟ درباره فناوری پرینت سه بعدی ساختمان بیشتر بدانید

ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی به معنای ساخت سازه‌های مسکونی با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی است. این روش که به سرعت در حال گسترش است، امکان ساخت خانه‌های مقاوم و قابل‌سکونت را با کمترین دخالت انسانی فراهم می‌کند. در فرآیند پرینت سه بعدی ساحتمان، یک پرینتر سه‌بعدی ساختمان سازی صنعتی با استفاده از نقشه‌های دیجیتال (CAD) مواد را به صورت لایه‌به‌لایه بر روی هم قرار داده و سازه‌ای واقعی ایجاد می‌کند.

این خانه‌ها معمولاً از موادی مانند ترکیبات سیمانی ساخته می‌شوند و می‌توانند اشکال پیچیده و منحنی‌مانندی داشته باشند که ساخت آن‌ها با روش‌های سنتی دشوار یا غیرممکن است. کاربردهای ساخت خانه با چاپگر سه بعدی از نمونه‌های اولیه آزمایشی گرفته تا خانه‌های ارزان‌قیمت آماده سکونت و حتی ویلاهای لوکس را شامل می‌شود.

پرینت سه بعدی ساختمان چگونه انجام می‌شود؟ فرایند ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی

ساخت خانه با چاپگر سه‌ بعدی فرآیندی مدرن و پیشرفته است که با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی، از طراحی دیجیتال تا ساخت نهایی سازه را شامل می‌شود. این روش به لطف استفاده از تجهیزات صنعتی و مواد ویژه، امکان ساخت سریع و مقرون‌به‌صرفه را فراهم کرده است. مراحل ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی به طور کلی در چهار مرحله اصلی خلاصه می‌شود:

1. ساخت طرح دیجیتال(CAD)
2. آماده‌سازی مواد و نصب پرینتر
3. چاپ دیوارها
4. نصب جزئیات و تکمیل سازه

در ادامه کمی بیشتر درباره هر یک از این مراحل پرینت سه بعدی ساختمان توضیح خواهیم داد.

1. ایجاد طرح دیجیتال (CAD)

اولین گام ساخت خانه با پرینتر سه بعدی، طراحی نقشه دیجیتال خانه است که با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) انجام می‌شود. این نقشه شامل جزئیاتی نظیر ابعاد ساختمان، موقعیت درب‌ها و پنجره‌ها، و سیستم‌های برق و لوله‌کشی است.
پس از تکمیل طراحی، نرم‌افزارهای برش دیجیتال موسوم به نرم افزار اسلایسر (3D Slicer) نقشه را به فایل قابل چاپ برای پرینتر سه بعدی ساختمان تبدیل می‌کنند. این مرحله برای آماده‌سازی پرینتر و برآورد زمان و میزان مواد مصرفی اهمیت دارد.

2. آماده‌سازی مواد و نصب پرینتر

در این مرحله، پرینتر سه‌ بعدی ساختمان به همراه تجهیزات جانبی نظیر پمپ مواد، میکسر بتن و نرم‌افزارهای کنترلی در محل نصب می‌شود.
پیش از شروع چاپ، تحلیل شرایط محیطی و مواد مورد استفاده انجام می‌شود. این تحلیل کمک می‌کند که مواد ترکیبی مانند بتن یا ملات به درستی با شرایط محیطی سازگار باشند.

3. چاپ دیوارها

با آغاز چاپ، پرینتر سه‌ بعدی لایه‌های مواد را طبق نقشه دیجیتال روی هم قرار می‌دهد. بسته به طراحی سازه، موقعیت نازل پرینتر ممکن است تغییر کند تا دیوارها با بافتی صاف یا لایه‌دار ایجاد شوند.
پس از اتمام چاپ دیوارها، بتن به مدت 24 ساعت مرطوب نگه داشته می‌شود تا از ترک‌خوردگی جلوگیری شود. این فرآیند با اسپری آب یا پوشاندن سازه با پلاستیک انجام می‌شود.

4. نصب جزئیات و تکمیل سازه

پس از خشک شدن دیوارها، مراحل نهایی شامل نصب سیستم‌های برق و لوله‌کشی، و همچنین درب‌ها و پنجره‌ها انجام می‌شود. این مرحله نیازمند حضور متخصصان برای اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات و سازگاری با استانداردهای ساخت‌وساز است.

مزایای ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی به جای روش‌های مرسوم

ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی، به عنوان یکی از جدیدترین تکنولوژی‌های صنعت ساختمان‌سازی، مزایای قابل توجهی را نسبت به روش‌های مرسوم به ارمغان آورده است. این فناوری با کاهش زمان و هزینه‌های ساخت، توجه بسیاری از معماران و سازندگان را به خود جلب کرده است. در روش‌های سنتی، ساخت یک خانه به هفته‌ها یا ماه‌ها زمان نیاز دارد، اما پرینترهای سه‌ بعدی قادرند در عرض چند روز دیوارهای اصلی یک ساختمان را به طور کامل بسازند. این کاهش زمان، به‌ویژه در شرایط اضطراری مانند بازسازی مناطق آسیب‌دیده از بلایای طبیعی، بسیار ارزشمند است.

یکی دیگر از جنبه‌های برجسته این فناوری، کاهش هدررفت مواد ساختمانی است. پرینتر سه‌ بعدی ساختمان سازی تنها به اندازه مورد نیاز مواد مصرف می‌کند و این امر علاوه بر صرفه‌جویی اقتصادی، تأثیرات زیست‌محیطی ناشی از ضایعات ساختمانی را نیز کاهش می‌دهد. علاوه بر این، امکان استفاده از مواد پایدار و بازیافتی، ساخت‌وساز را به سمت سازگاری بیشتر با محیط‌زیست سوق می‌دهد.

از منظر طراحی، پرینترهای سه‌ بعدی انعطاف‌پذیری بی‌نظیری را ارائه می‌دهند. معماران می‌توانند طرح‌های پیچیده و نوآورانه‌ای را که در روش‌های سنتی پرهزینه یا دشوار هستند، به‌راحتی اجرا کنند. این قابلیت، فرصت‌هایی را برای خلق معماری‌های مدرن و خلاقانه فراهم می‌کند. همچنین، مواد مورد استفاده در این فرآیند، به دلیل ترکیبات خاص، مقاومت بالایی در برابر شرایط محیطی مانند زلزله یا رطوبت دارند که دوام و ماندگاری سازه را تضمین می‌کند.

محدودیت‌های ساخت خانه با چاپگر سه‌ بعدی

اگرچه ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی به‌عنوان یک فناوری پیشرفته و نوآورانه مطرح شده است، اما این روش نیز با چالش‌ها و محدودیت‌هایی مواجه است که مانع از پذیرش گسترده آن در سطح جهانی شده است. یکی از اصلی‌ترین محدودیت‌های پرینت سه بعدی ساختمان، وابستگی به تجهیزات پیشرفته و پرهزینه است. پرینترهای سه‌بعدی صنعتی که برای ساخت خانه استفاده می‌شوند، به دلیل ابعاد بزرگ و پیچیدگی فنی، هزینه‌های بالایی برای خرید، نگهداری و حمل‌ونقل دارند.

علاوه بر این، مواد مورد استفاده در چاپ سه‌ بعدی، هرچند در حال پیشرفت هستند، اما همچنان محدودیت‌هایی دارند. بسیاری از پرینترهای سه‌ بعدی ساختمان سازی از ترکیبات خاصی مانند بتن یا ملات اصلاح‌شده استفاده می‌کنند که در همه مناطق به‌راحتی در دسترس نیست یا ممکن است نیاز به ترکیب‌های سفارشی برای شرایط خاص محیطی داشته باشند. همچنین، مقاومت این مواد در مقایسه با روش‌های مرسوم برای برخی کاربردهای خاص، همچنان نیازمند تحقیقات بیشتری است.

یکی دیگر از چالش‌های این فناوری، محدودیت در ساخت اجزای پیچیده داخلی ساختمان است. چاپگرهای سه‌بعدی عمدتاً برای ساخت دیوارها و سازه‌های اصلی استفاده می‌شوند، در حالی که نصب سیستم‌های برق، لوله‌کشی، پنجره‌ها و درها نیازمند مداخله انسانی است. این وابستگی به نیروی کار سنتی می‌تواند زمان و هزینه‌های اضافی به پروژه اضافه کند.

علاوه بر موارد فوق، ابعاد پرینتر و نیاز به فضای مناسب برای نصب و راه‌اندازی آن نیز می‌تواند در پروژه‌های کوچک یا مناطق شهری با محدودیت فضا، چالش‌برانگیز باشد. همچنین، در برخی کشورها، نبود استانداردهای قانونی و چارچوب‌های مشخص برای تأیید ایمنی و کیفیت ساختمان‌های چاپ‌شده، مانع از استفاده گسترده از این فناوری شده است.

با وجود این محدودیت‌ها، پیشرفت‌های مستمر در زمینه چاپ سه‌بعدی ساختمان‌ها نشان می‌دهد که این چالش‌ها می‌توانند در آینده‌ای نزدیک برطرف شوند. اما در حال حاضر، برای پذیرش و اجرای گسترده این فناوری، نیاز به توسعه بیشتر تجهیزات، مواد و زیرساخت‌های قانونی وجود دارد.

متریال مورد استفاده برای پرینت سه‌ بعدی ساختمان

در ساخت خانه با چاپگر سه بعدی، انتخاب مواد یکی از عوامل کلیدی در موفقیت پروژه است. این مواد باید ویژگی‌هایی نظیر استحکام، پایداری در برابر شرایط محیطی و قابلیت چاپ‌پذیری داشته باشند. مواد مورد استفاده در این فناوری عمدتاً به صورت لایه‌ای اعمال می‌شوند و ترکیبات آن‌ها بسته به نوع پروژه و شرایط محیطی متفاوت است. از رایج ترین مواد مورد استفاده برای ساخت خانه با پرینتر سه بعدی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بتن و ملات‌های اصلاح‌شده
• مواد پلیمری و رزین‌ها
• خاک و مواد بایو-کامپوزیت
• ترکیبات خاص با افزودنی‌ها
• مواد هیبریدی

در ادامه با مواد رایج مورد استفاده در پرینت سه بعدی ساختمان بیشتر آشنا میشویم:

1. بتن و ملات‌های اصلاح‌شده: رایج ترین ماده پرینتر سه بعدی ساختمان

رایج‌ترین ماده در پرینت سه‌ بعدی ساختمان، بتن است. این بتن‌ها معمولاً شامل ترکیبات خاصی هستند که برای جریان‌پذیری بهتر و گیرش سریع‌تر اصلاح شده‌اند. ملات‌های اصلاح‌شده نیز به دلیل انعطاف‌پذیری در ترکیب و تطبیق با نیازهای طراحی، محبوبیت بالایی دارند.

2. مواد پلیمری و رزین‌ها: متریال های قابل استفاده برای ساخت اجزای داخلی ساختمان

در برخی پروژه‌ها، به‌ویژه برای ساخت اجزای داخلی یا مدل‌های مفهومی، از مواد پلیمری و رزین‌های خاص استفاده می‌شود. این مواد سبک‌تر از بتن هستند و برای پروژه‌هایی که نیاز به انعطاف یا کاهش وزن دارند، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شوند.

3. خاک و مواد بایو-کامپوزیت

یکی از رویکردهای نوآورانه در پرینت سه‌ بعدی ساختمان، استفاده از خاک محلی و ترکیبات بایو-کامپوزیت است. این مواد شامل خاک، رس، الیاف طبیعی و مواد زیستی مانند چوب یا ذرت می‌باشند. این گزینه به دلیل کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل مواد و سازگاری با محیط زیست، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است.

4. ترکیبات خاص با افزودنی‌ها

این مواد در ساخت خانه با پرینتر سه بعدی برای افزایش مقاومت در برابر شرایط خاص مانند دماهای بسیار بالا یا پایین، مواد افزودنی به ترکیبات اصلی اضافه می‌شوند. این افزودنی‌ها می‌توانند شامل الیاف شیشه، فیبرهای کربنی یا مواد مقاوم در برابر آتش باشند.

5. مواد هیبریدی

مواد هیبریدی ترکیبی از دو یا چند نوع ماده هستند که برای دستیابی به ویژگی‌های خاص مانند استحکام بالا، عایق حرارتی یا انعطاف‌پذیری بهتر استفاده می‌شوند.

 نمونه‌های عملی از ساخت خانه با پرینتر سه بعدی

در طول پنج سال گذشته، سازه‌های بی‌نظیر فراوانی با فناوری سه بعدی ساخته شده‌اند که از جمله آن‌ها، خانه‌ها، کلبه‌های کوچک، دفترهای کار، پل‌ها، بناهای عظیم، پناهگاه‌ها و مواردی از این قبیل است. با رشد پرینت سه بعدی ساختمان ممکن است فرآیندهای ساخت و ساز سنتی کنار گذاشته شوند. برای مثال، با استفاده از پرینت سه بعدی می‌توان برای قربانیان بلایای طبیعی تنها در مدت چند روز یک پناهگاه آماده کرد.

اما همانطور که پیش تر گفته شد سرعت بالای ساخت تنها مزیت پرینت سه بعدی نیست. هزینه ساخت و ساز ساختمان‌های صنعتی عظیم با این روش تا حدی پایین می‌آید و علاوه بر این، تعداد کارگرانی که باید در محوطه کارگاهی مشغول باشند کم‌تر می‌شود. همچنین، ساختمان‌سازی سه بعدی بیشتر از سایر روش‌های سنتی با محیط زیست سازگاری دارد زیرا موادی که برای پرینت سه بعدی خانه‌ها استفاده می‌شوند شامل بتن، پلاستیک، و ضایعات طبیعی حاصل از زنجیره تولید برنج است. ناسا تا کنون اعلام کرده است که قصد دارد از پرینت سه بعدی برای ساخت یک سری کلونی در کره مریخ استفاده کند.

پروژه‌های متنوعی در حوزه ساخت و ساز سه بعدی تعریف می‌شوند، از این رو، در این بخش تنها به خانه‌ها نمی‌پردازیم؛ بلکه قصد داریم سازه‌های مهمی را که با پرینت سه بعدی ساخته شده‌اند بررسی کنیم و از جدیدترین آن‌ها شروع خواهیم کرد. البته که تصور می‌شود سازه‌های پرینتی بسیاری در سراسر دنیا وجود داشته باشند، بنابراین، در اینجا ما تنها به چند نمونه از آن‌ها می‌پردازیم.

1.ساخت خانه با پرینتر سه بعدی به مساحت 93 متر مربع

شاید بتوان این خانه را بزرگ‌ترین نوآوری در ساخت خانه با پرینتر سه بعدی در سال‌های اخیر دانست و جالب آنجاست که کسی در آن زندگی نمی‌کند! در حقیقت این خانه وسط گردهمایی برنامه بین‌المللی معماران ساخته شد. چه روشی بهتر از ساخت و ساز زنده در مقابل چشمان سرآمدان صنعت می‌تواند توانایی‌هایی فناوری پرینت سه‌بعدی را به نمایش بگذارد؟ و خب این فناوری به طرز شگفت‌انگیزی هم جلو رفته است.

همچنین، اجرای این پروژه با رونمایی از پرینتر سه بعدی ساختمان‌سازی شرکت Black Buffalo همراه بود که به ادعای آن‌ها هزینه مواد را تا 70% و هزینه نیروی کار را تا 80% کاهش می‌دهد. اگر علاقه دارید به این پروژه بلندپروازانه نگاهی بیندازید، می‌توانید ویدیوهای پرینت IBS را در یوتیوب تماشا کنید.

• پروژه: ساخت یک خانه به مساحت 93 متر مربع
• زمان: سال 2022
• مکان: ایالات متحده، فلوریدا
• سازنده: Black Buffalo

2.ساخت بزرگ‌ترین محله مسکونی شهر آستین با پرینتر سه بعدی

Icon از احداث 100 خانه در شهر آستین، پایتخت ایالت تگزاس خبر داد. Icon قصد داشت در سال 2022 به همراه Lennar که یکی از شرکت‌های بزرگ خانه‌سازی است، تحولی عظیم در توسعه ساخت خانه با پرینتر سه بعدی پدید آورد.

در این پروژه از سیستم جدید ساخت و ساز شرکت Icon به نام Vulcan construction system استفاده خواهد شد؛ این سیستم می‌تواند ساختمان‌هایی تا 3,000 فیت مربع را با سرعت بالا بسازد. خانه‌هایی که Icon با این روش تولید می‌کند سرسخت و مقاوم هستند و مصرف انرژی بهینه‌ای دارند، و به علاوه، بر اساس استاندارد بین‌المللی ساختمان (IBC) ساخته می‌شوند.

در فستیوال موسیقی SXSW سال 2022 نیز Icon اعلام کرد که برای پروژه قبلی خود به نام House Zero یک تور به همراه راهنما برگزار خواهد کرد. پروژه House Zero از معماری خاصی برخوردار است؛ تمام‌کاری فوق‌العاده‌ای روی این خانه اجرا شده و بهترین لوازم خانگی بازار در آن دیده می‌شوند. خبر این پروژه نیز در رسانه‌ها بازتاب شد، زیرا یکی از اولین خانه‌هایی است که با پرینت سه بعدی ساخته شده است و توانسته نظر خریداران تجملاتی را به خود جلب کند. شرکای این پروژه باور دارند که پرینت سه بعدی خانه‌ها باید در سطوح متوسط و بالا انجام شود تا این فناوری در مسیر درست خود قرار بگیرد.

• پروژه: ساخت 100 خانه
• زمان: سال 2022
• مکان: ایالات متحده، تگزاس، آستین
• سازنده: Icon و Lennar

3.پروژه اسکان بشریت (نام سازمان Habitat for Humanity): از نمونه های بهره گیری پرینت سه بعدی ساختمان در پروژه‌های خیرخواهانه

سازمان Habitat for Humanity در کریسمس سال 2021 اولین خانه پرینت سه بعدی خود را هدیه داد تا برای سکونت آماده گردد. آن‌ها برای پرینت این خانه بتنی یک طبقه با شرکت پرینت سه بعدی Alquist همکاری داشتند.

خرید این خانه به خانواده‌های کم‌درآمدی که به صورت داوطلبانه با سازمان همکاری می‌کردند پیشنهاد شد؛ این موضوع نشان می‌دهد ساخت خانه با پرینت سه بعدی تا چه اندازه می‌تواند مقرون به صرفه باشد. از طرف دیگر، این پروژه آزمونی برای Alquist بود تا با اثبات توانایی‌های خود بتواند برنامه‌های پروژه بزرگ ویرجینیا رو به جلو پیش ببرد.

جالب است بدانید که این خانه دو خوابه تنها در 12 ساعت پرینت شد. سازمان Habitat for Humanity امیدوار است این پروژه از آینده‌ای نوید بدهد که در آن امکان ساخت خانه‌های ارزان با سرعت بالا به وجود بیاید.

• پروژه: ساخت یک خانه به مساحت 111 متر مربع
• زمان: سال 2021
• مکان: ویرجینیا
• سازنده: Alquist

4.پرینت سه بعدی ساختمان آپارتمانی

یکی دیگر از اولین‌هایی که می‌خواهیم به آن بپردازیم، این ساختمان آپارتمانی ساخت شرکت Peri است که به احتمال زیاد بزرگ‌ترین آپارتمان پرینت سه بعدی جهان باشد. اما چقدر بزرگ؟ این ساختمان یک آپارتمان سه طبقه است و هر طبقه آن چند واحد مسکونی دارد. این در حالی است که بیشتر خانه‌های پرینت سه بعدی تنها یک طبقه دارند. برای ساخت بلندترین ساختمان مسکونی پرینت سه بعدی، از پرینتر سه بعدی ساختمان COBOD استفاده شد.

کل این پروژه در خود محوطه کارگاهی پرینت شد که در کشور آلمان واقع شده است. به این معنی که برخلاف پروژه‌های مشابه، هیچ قطعه جداگانه‌ای برای آن‌ها ارسال نشد. این امر نه تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه با حذف حمل و نقل، این پروژه‌ی ساخت خانه با چاپگر سه بعدی را به یک پروژه دوستدار محیط زیست و پایدار تبدیل می‌کند. اولین ساکنان این آپارتمان از اوت سال 2021 می‌توانستند به واحدهای خود نقل مکان کنند.

• پروژه: بنای یک ساختمان آپارتمانی سه طبقه
• زمان: سال 2021
• مکان: آلمان، واینهورن
• سازنده: Peri و COBOD

5.خانه شناور: از جذاب ترین پروژه های ساخت خانه با پرینتر سه بعدی

اولین خانه پرینت سه بعدی جهموری چک نیز به صورت شناور ساخته شد. مایکل ترپاک با همکاری معماران Scoolpt این خانه را طراحی کرد و آن را پرووک (Prvok) نامید.

دیوارهای خانه با پرینت سه بعدی ساخته شده‌اند و یک بام سبز و پایدار روی آن‌ها قرار گرفته است، به طوری که بام دارای یک سیستم بازیابی آب است. پرووک سه اتاق دارد که شامل اتاق خواب، سرویس بهداشتی و آشپزخانه می‌شوند. فرآیند پرینت تنها 48 ساعت زمان برد و گفته می‌شود که استحکام سازه آن حداقل سه برابر بیشتر از دیوارهای بتنی معمولی است. شرکت سازنده ادعا می‌کند که این خانه قادر است تا 100 سال دوام بیاورد.

• پروژه: ساخت یک خانه به مساحت 43 متر مربع
• زمان: سال 2020
• مکان: جمهوری چک، چسکه بودیوویتسه
• سازندگان: مایکل ترپاک و Scoolpt

6. خانه نیلوفر آبی ساخته شده با پرینتر سه بعدی

این پروژه یکی دیگر از آن‌هایی است که قابلیت پیاده‌سازی یک ایده را می‌آزماید. هدف در این پروژه، برقراری یک رابطه مسالمت‌آمیز میان فرآیند ساخت و طبیعت است. خانه نیلوفر آبی به دست دانشجویان دانشگاه واشنگتن واقع در سنت لوئیس طراحی و ساخته شد؛ آن‌ها این پروژه را برای مسابقه دهگانه خورشیدی 2018 چین که در دژو برگزار شد، به ثمر رساندند. تیم WashU تلاش کرد در طول فرآیند ساخت و ساز از انتشار گاز CO2 و هدر رفتن مواد بکاهد.

در فرآیند ساخت و ساز این پروژه، پرینت سه بعدی به طور مستقیم استفاده نشد. در حقیقت، قالب سطحی دیوارها با پرینت سه بعدی تولید و سپس درون آن‌ها بتن ریخته شد. از هر قالب می‌توان حداقل 100 بار استفاده کرد، در صورتی که قالب‌های چوبی تنها برای دو بار قابل استفاده هستند.

طراحی خانه آبی همانند گردش خون انسان است، به گونه‌ای که سعی شده است تغییرپذیری و کارآمدی فضای خانه بیشتر شود. در فرهنگ چین، آشپزخانه مکانی برای گردهمایی جمع است و در هسته این خانه نیز آشپزخانه قرار گرفته که برگرفته از فرهنگ چینی است.

• پروژه: ساخت یک خانه به مساحت 60 متر مربع
• زمان: سال 2018
• مکان: چین، دژو
• سازنده: دانشگاه واشنگتن واقع در سنت لوئیس

7.گایا: پروژه یک شرکت سازنده پرینتر سه بعدی ساختمان

گایا حاصل تلاش‌های WASP، سازنده ایتالیایی پرینترهای سه بعدی، در زمینه ساخت خانه است. این ساختمان یکی از بخش‌های برجسته یک پروژه بزرگ به نام دهکده شامبالا است. انتظار می‌رود این دهکده اولین جامعه در جهان باشد که اهالی آن در خانه‌های پرینت سه بعدی زندگی می‌کنند.

برای ساخت این خانه، فناوری جرثقیل پرینت سه بعدی شرکت WASP به کار رفته است که از مواد طبیعی اطراف همان محل استفاده می‌کند. این شیوه ساخت خانه با پرینتر سه بعدی با محیط زیست سازگاری دارد، زیرا از خاک خام و پسماند طبیعی به دست آمده از زنجیره تولید برنج استفاده می‌کند. از این نظر انتظار می‌رود که محصول نهایی متناسب با آب و هوای منطقه ساخته شود. ساخت خانه‌های ارزان قیمت به خودی خود یک رویکرد مطلوب است، از طرف دیگر، طراحی خانه‌ها به گونه‌ای است که در طول سال به سیستم گرمایشی و سرمایشی نیاز ندارند.

پروژه شامبالا تا به امروز ادامه دارد و تمرکز آن بر جنبه پایداری و کاهش هزینه‌های ساخت است.

• پروژه: ساخت یک خانه به مساحت 12 متر مربع
• زمان: سال 2018
• مکان: ایتالیا، ماسا لمبارده
• سازنده: WASP

8. ساخت ویلای دو طبقه با پرینت سه بعدی

این ویلای دو طبقه را یک شرکت چینی به نام HuaShang Tengda ساخته است. همه بخش‌های این ساختمان 400 متری در خود محوطه کارگاهی پرینت شدند که تنها 45 روز زمان برد. شرکت HuaShang Tengda ابتدا اسکلت ویلا را نصب کرد و سپس با استفاده از سیستم پرینت سه بعدی سفارشی خود، بتن را در سراسر سازه پرینت کرد.

برای ساخت دیوارهای ویلا 20 تن بتن پایه C30 به کار رفته است. ضخامت هر دیوار به 250 میلی‌متر می‌رسد و یک سازه فوق‌العاده بادوام به وجود می‌آورد. برآوردهای مربوط به تست زمین لرزه ویلا نشان می‌دهد که این ساختمان باید بتواند در برابر زلزله هشت ریشتری مقاومت کند.

در آخر باید بگوییم که این پروژه مهارت HuaShang Tengda را در ساخت و ساز سه بعدی بیان می‌کند که می‌تواند رقیب شایسته‌ای برای Winsun باشد، یک شرکت پرینت سه بعدی دیگر که بعد از این به آن خواهیم رسید.

• پروژه: ساخت یک ویلا به مساحت 400 متر مربع
• زمان: سال 2016
• مکان: چین، پکن
• سازنده: HuaShang Tengda

9.ساخت عمارتی به شکل یک چرخانه با پرینت سه بعدی

این خانه پرینت سه بعدی در 60 مایلی جنوب موسکو واقع شده است و زمانی که ساخته می‌شد، به یکی از محبوب‌ترین پروژه‌های حوزه ساخت خانه با پرینتر سه بعدی تبدیل شد. محبوبیت پروژه شرکت Apis Cor بیشتر به این خاطر است که همه اجزای اصلی آن در محل تولید شدند. این کار، هزینه‌های مربوط به حمل و نقل و همچنین مونتاژ را پایین می‌آورد. علاوه بر همه این‌ها، کل مدت زمان پرینت سه بعدی نیز به 24 ساعت کاهش یافت.

Apis Cor با ترکیب عناصر جامد و پلی‌اورتان مایع، حتی مواد عایق‌بندی را هم در محل تولید کرد. طراحی داخلی عمارت به سبک مدرن است که درون آن کفپوش‌های چوبی به چشم می‌آیند و با لوازم خانگی سامسونگ مجهز شده است.

نتیجه نهایی این پروژه یک خانه مدرن با دیوارهای گرد است که می‌تواند در دمای منفی 35 درجه سلسیوس نیز دوام بیاورد. به گفته Apis Cor، هزینه همه فرآیند ساخت و ساز چیزی حدود 10,000 دلار برآورد شده است. در ادامه خواهیم دید که این شرکت آمریکایی به پرینت سه بعدی سازه‌های بیشتری پرداخته است.

• پروژه: ساخت یک خانه به مساحت 38 متر مربع
• زمان: سال 2016
• مکان: استوپینو
• سازنده: Apis Cor

10.قصر مینیاتوری: از باشکوه ترین نمونه های پرینت سه بعدی ساختمان

در آخر این فهرست به یک قصر باشکوه می‌رسیم که آندری رودنکو آن را با پرینت سه بعدی ساخته است. او همچنین یک پرینتر سه بعدی بتن را برای خانه‌سازی توسعه داده است.

سیستم پرینت سه بعدی رودنکو قادر است لایه‌های بتن را با ضخامت 10 میلی‌متر و عرض 30 میلی‌متر پرینت کند. پرینت لایه‌هایی به ضخامت بسیار کم، به ویژه در هنگام پرینت بتن، می‌تواند جزئیات فوق‌العاده‌ای خلق کند. ظاهر تمیز و منحنی‌وار این قصر نیز به سبب همین جزئیات دقیق است.

این قصر، اولین سازه‌ای بود که رودنکو ساخت. بعد از آن او چیزهای بیشتری یاد گرفت و توانست دستگاه خود را برای پروژه‌های بزرگ بعدی ارتقا دهد. سازنده خلاق رودنکو پس از پایان ساخت این قصر در 2014 اعلام کرد که به فکر پرینت یک خانه کامل است. گرچه هنوز چنین چیزی از سمت او اتفاق نیوفتاده است، اما پیوسته از پرینترهای رودنکو در پروژه‌های دیگر استفاده می‌شود.

• پروژه: ساخت یک قصر مینیاتوری به مساحت 15 متر مربع
• زمان: سال 2014
• مکان: ایالات متحده، مینه‌سوتا
• سازنده: آندری رودنکو

پرینت سه بعدی ساختمان در ایران

ایران نیز به عنوان یکی از کشورهایی که به سمت فناوری‌های نوین حرکت می‌کند، وارد عرصه ساخت ساختمان با پرینترهای سه‌ بعدی شده است. در خرداد ماه ۱۴۰۰، محققان پارک علم و فناوری دانشگاه تهران با همکاری معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، موفق به احداث نخستین ساختمان در کشور با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی شدند. این اقدام نه تنها نشان‌دهنده توانمندی علمی و فناوری کشور است، بلکه پتانسیل بالای ایران در پذیرش و توسعه این فناوری را نیز به نمایش می‌گذارد.

در این پروژه، از بتن مخصوصی استفاده شد که به‌صورت بومی تولید شده و دارای استانداردهای ایمنی و انعطاف‌پذیری بالا است. این بتن، ضایعات ساخت‌وساز را به حداقل رسانده و به‌طور قابل توجهی در برابر شرایط غیرقابل پیش‌بینی مقاوم است. یکی از مزایای برجسته این فناوری، سرعت بالای ساخت است؛ به طوری که روند احداث ساختمان تا ۱۰ برابر سریع‌تر از روش‌های سنتی انجام می‌شود.

پرینت سه بعدی ساختمان در ایران می‌تواند انقلابی در صنعت ساخت‌وساز کشور ایجاد کند. کاهش هزینه‌ها، صرفه‌جویی در زمان، و کاهش ضایعات ساختمانی از جمله مزایای این روش است که می‌تواند در آینده به یکی از استانداردهای ساخت‌وساز در کشور تبدیل شود. این اقدام نه تنها افق‌های جدیدی برای صنعت ساختمان در ایران می‌گشاید، بلکه نشان‌دهنده ظرفیت‌های بالقوه کشور در تولید و بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته است.

جمع‌بندی: ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی؛ گامی به سوی آینده‌ای هوشمند

فناوری ساخت خانه با پرینتر سه‌ بعدی، تحولی شگرف در صنعت ساختمان‌سازی است که با کاهش هزینه‌ها، سرعت بالای ساخت، و انعطاف‌پذیری طراحی، آینده‌ای متفاوت برای این حوزه ترسیم کرده است. با وجود چالش‌هایی نظیر محدودیت مواد و هزینه‌های اولیه بالا، پیشرفت‌های مداوم در این فناوری نشان می‌دهد که به‌زودی این موانع نیز رفع خواهند شد.

اگر شما نیز به دنبال بهره‌گیری از فناوری‌های نوین در پروژه‌های ساختمانی یا پرینت سه‌بعدی در مقیاس‌های کوچک‌تر هستید، خدمات پرینت سه‌ بعدی ما می‌تواند راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و حرفه‌ای برای نیازهای شما باشد. از طراحی و چاپ مدل‌های پیچیده گرفته تا مشاوره تخصصی در انتخاب متریال، تیم ما آماده است تا شما را در مسیر استفاده بهینه از این فناوری یاری دهد. برای اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره رایگان، با ما در ارتباط باشید!