در سال‌های اخیر، سازه‌های چاپ سه‌بعدی و پروژه‌های ساخت مسکن در سراسر جهان هم از نظر مقیاس و هم از نظر گستره در حال رشد بوده است. بسته به مواد مورد استفاده، ساختمان‌های پرینت سه بعدی برتری‌های متعددی نسبت به ساخت‌وسازهای معمولی دارند، از جمله مقاومت در برابر آتش، امکان استفاده از مواد محلی یا قابل بازیافت، هزینه‌های کلی پایین‌تر و البته زمان ساخت کمتر برای سازگاری با رشد جمعیت. در دانشگاه آمریکایی قاهره (AUC)، محققان در حال توسعه یک سیستم ساخت و ساز مبتنی بر تولید افزودنی بوده اند که مصالح ساختمانی محلی، ساخت رباتیک و تولید بدون کربن را در اولویت قرار می دهد. نتیجه؟ موفقیت پروژه آجر سفالی چاپ سه بعدی آنها اولین مورد از این سری فعالیت‌ها برای شمال آفریقا بوده است و نشان از پتانسیل این تکنولوژی در این منطقه دارد. محققان در یکی از سه آزمایشگاهی هستند که در حال حاضر روی آجرهای سفالی در آفریقا و خاورمیانه آزمایش می کنند. به طور خاص، روش تولید افزودنی مبتنی بر مواد فلزی و رسی از طریق همکاری بین آزمایشگاه تولید افزودنی سنتنیال AUC (AMCL) و آزمایشگاه ساخت روباتیک (RFL) ایجاد شد. این فرآیند قادر به استفاده از بازوهای رباتیک برای ساخت سازه‌های پیچیده با هزینه، انرژی، زمان و انتشار گازهای گلخانه‌ای کاهش یافته در مقایسه با شیوه‌های ساخت و ساز سنتی است. با اجتناب از مخلوط‌های بتنی که معمولاً برای پروژه‌های ساختمانی AM استفاده می‌شوند، این تیم ماده ای را انتخاب کرده است که آن‌ها را خاک رس آتشی قرمز می‌نامند که به دلیل ترکیباتش که شامل مواد معدنی مانند فلدسپات، کوارتز و کائولین است، نسبت به خاک رس معمولی در برابر گرما بادوام‌تر و مقاوم‌تر است. سپس مخلوط را می توان به راحتی با استفاده از دستگاه پرینت سه بعدی روباتیک تیم در مقیاس بزرگ به شکل های مورد نظر اکسترود کرد.

استفاده از خاک رس نقش مهمی در تعهد تیم به مسئله‌ی پایداری دارد. این تیم که در مصر مستقر است، به خوبی می‌داند که خاک رس (و مواد ساخت خاک رس) به وفور یافت می‌شود، زیرا آجرهای سفالی تولید شده به‌طور سنتی از زمان‌های بسیار قدیم در این منطقه استفاده می‌شده است. نتیجه تیم AUC عرضه ثابت مواد محلی برای کار بر اساس نیاز است. در واقع، تأثیرات مثبت توسط تیمی تبلیغ شده است که پیش‌بینی می‌کند این فناوری به توسعه اقتصاد محلی کمک می‌کند و در عین حال مسکن در دسترس و مقرون به صرفه‌تر را برای افراد نیازمند فراهم می‌کند.

در واقع، این پروژه به جای جایگزینی، با تولید سنتی ادغام می شود. با AM، آزادی طراحی، الهام بخشیدن به نوآوری و تأثیر مثبت بر جامعه به شیوه ای سازگار با محیط زیست و همچنین کاهش تخلیه ارز [خارجی] وجود دارد. پروفسور Hanadi Salem، رئیس گروه مهندسی مکانیک AUC توضیح می دهد که این ابزار همچنین به شرکت ها فرصتی برای کاهش برون سپاری به شیوه‌ی توسعه مفاهیم داخلی و ایجاد مزیت نسبت به رقبا با کوتاه کردن چرخه توسعه محصول، ارائه می دهد. 

ارزش بیشتر، ضایعات کمتر با آجر رس چاپ سه بعدی

این خاک رس قرمز رنگ که از نظر بصری زیبا است و می‌تواند به شکل منحنی‌ها و الگوهای هندسی پیچیده‌تر شکل بگیرد، دارای چندین مزیت است که آن را به یک ماده ایده‌آل برای ساخت‌وساز سبز تبدیل می‌کند، به‌ویژه زمانی که با تولید مواد افزودنی ترکیب شود. همانطور که پروفسور شریف عبدالمحسن مدیر RFL توضیح می دهد، "در تولید آجر در مقایسه با روش های سنتی بسیار کارآمدتر است، زیرا نیاز به قالب گیری دستی و پخت را از بین می برد. همچنین ضایعات کمتری تولید می کند، زیرا هر ماده استفاده نشده یا ضایعاتی را می توان به راحتی بازیافت و دوباره استفاده کرد. این امکان کنترل بیشتر بر فرآیند تولید را فراهم می کند و در نتیجه آجرهایی با کیفیت، استحکام و دوام ثابت به دست می آید.

آجرهای سفالی و دیگر قطعات مختلف تولید شده توسط این تیم در نوامبر گذشته در کنفرانس تغییرات آب و هوایی سازمان ملل متحد در سال 2022 (COP27) ارائه شد. قطعات آن‌ها در COP27 به نمایش گذاشته شد و در این فاصله زمانی طراحی منحصر به فرد و پتانسیل این ماده ساختمانی را برجسته کرد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد AUC و پروژه های آنها، می توانید به وب سایت آنها را در اینجا مراجعه کنید.


منبع: 3dnatives