تقنية

الطباعة ثلاثية الابعاد (بناء منازل متعددة الطوابق في أقل من 24 ساعة)

اقرأ في هذا المقال
  • الطباعة ثلاثية الابعاد
  • تطوير تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد
  • مميزات تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد
  • الطباعة ثلاثية الابعاد وتشييد المباني
  • مميزات طباعة المباني على طرق الثلاثية الابعاد
  • ماذا عن عناصر المبني الاخري
  • طباعة بلد كاملة
  • اهم النماذج التي تم تطبيقها فعليا باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد
  • ويز كريس كيلسي واستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد

الطباعة ثلاثية الابعاد (بناء منازل متعددة الطوابق في أقل من 24 ساعة)

الطباعة ثلاثية الابعاد: ضجة كبيرة في علم البناء والتشييد بعد ظهور الطابعات ثلاثية اﻷبعاد الكبيرة

وطباعة منازل فعليا باستخدام هذه التقنية.

أكد علماء من كاليفورنيا أن تكنولوجيا جديدة لتقنيات الطباعة ثلاثية الابعاد سوف تتمكن باستخدام

ماكينات طباعة عملاقة من بناء مساكن متعددة الطوابق في أقل من 24 ساعة.

الطباعة ثلاثية الأبعاد:

هي احدى تقنيات التصنيع بالإضافة، حيث يتم تصنيع القطع عن طريق تقسيم التصاميم ثلاثية الأبعاد

لها إلى طبقات صغيرة جدا باستخدام برامج الحاسوبية ومن ثم يتم تصنيعها باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد

عن طريق طباعة طبقة فوق الأخرى حتى يتكون الشكل النهائي. والطابعات ثلاثية الأبعاد في العادة أسرع

وأوفر وأسهل في الاستعمال من التكنولوجيات الأخرى للتصنيع بالإضافة. وتتيح الطابعات ثلاثية الأبعاد للمطورين

القدرة على طباعة أجزاء متداخلة معقدة التركيب، كما يمكن صناعة أجزاء من مواد مختلفة وبمواصفات

ميكانيكية وفيزيائية مختلفة ثم تركيبها مع بعضها البعض. التكنولوجيات المتقدمة للطباعة ثلاثية الأبعاد

تنتج نماذج تشابه كثيراً منظر وملمس ووظيفة النموذج الأولي للمنتج.

في السنوات الأخيرة، أصبح من الممكن مالياً تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد على مستوى المشاريع الصغيرة والمتوسطة،

بذلك انتقلت النمذجة من الصناعات الثقيلة إلى البيئة المكتبية، وبأسعار تصل إلى 5.000 دولار للطابعة ثلاثية الأبعاد.

كما أنه يمكن تطبيقها الآن في نفس الوقت على مجموعات مختلفة من المواد.

وكذلك تقدم الطباعة ثلاثية الأبعاد عروضا هائلة لتطبيقات الإنتاج. أهمها (العمارة، الهندسة، والانشاءات).

وما زالت طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد تحت التطوير من قبل بعض الشركات العالمية وذلك بقصد الوصول إلى

انتاج سريع ومرن لأجزاء النموذج الأول (prototype) وكذلك الأجزاء النهائية للمنتج مباشرة من النموذج المصمم

على الحاسب الآلي بمساعدة برنامج الأوتوكاد.

وهذه الطريقة لم يسبق لها مثيل في المرونة، حيث يمكن انتاج أي جزء أو شكل هندسي وبعدة

خامات مثل الخزف، المعادن، البوليمرات، والعديد من المركبات الأخرى. ولقد ابتكر إيمانويل ساكس

تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد عام 1993 وما زال تطويرها مستمرا حتى يومنا.

تطوير تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد

عمل البروفيسور بيروخ خوشنيفز من جامعة جنوب كاليفورنيا عدة سنوات على تطوير التكنولوجيا الجديدة

ضمن إطار مشروع يسمى “محيط الأبعاد الخارجية”، ولاقى هذا المشروع استحسان جهات عديدة

مثل الهيئة الوطنية لمشاهير المخترعين ووكالة ناسا التي أثنت على مجهوداته.

ويقول بيروخ أنه سوف يتمكن باستخدام ماكينات طباعة عملاقة من بناء هيكل أسمني متكامل،

ويوضح أن الأشكال الحديثة من ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد المتوفّرة الآن يتم امدادها بمواد مثل البلاستيك

والبوليمرات، وتنقل الماكينات التعليمات والأوامر الرقمية وتحولها إلى نماذج متكاملة ثلاثية الأبعاد،

ومع تطوير هذه التقنية على مجال أوسع يمكن إحلال الإسمنت بدلا من البلاستيك لبناء منازل متكاملة.

ويضيف بيروخ أن كل شيء الآن يُنتج أوتوماتيكيا مثل الملابس والأحذية والهواتف والسيارات

إلا المنازل التي لاتزال تبنى بالأيدي. ومع استمرار تطوير هذه التقنية سيتمكن الناس من بناء منازل متعددة الطوابق

في أقل من 24 ساعة.

كما يؤكد بيروخ أن تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد قد تصبح آداة الحسم في التوسع بإنشاء المدن الحضريّة

التي يتضخم حجمها بسرعة كبيرة، ومع اتاحة الفرصة للماكينات الجديدة سوف تتمكن من بناء مناطق جديدة

كانت سابقا خارج خريطة السكن العالمية.

واستخلص العلماء المهتمون بالمشروع نتائج جديدة أن التقنيات الجديدة ستمكّنهم أيضا من بناء منازل

على الكواكب الاخرى، ويقولون أن المشروع الجديد قد يصبح خطوة كبيرة في بناء منازل لإعمار الإنسان

سطح القمر والمريخ، وهو الهدف الذي يرجى تحقيقه قبل نهاية القرن الحالي. ومواد البناء لن يحتاج

الانسان أن ينقلها معه من الارض، ولكن يمكن استخدام سطح المريخ والقمر في استخلاص مواد البناء

منهما كما أورد بيروخ. ويقول موقع المشروع الالكتروني أنه سيساعد الكثيرين الذين اضطروا لمغادرة

مدنهم وبلادهم بسبب الحروب والأزمات الاقتصادية والكوارث الطبيعية في توفير منازل اقتصادية

لهم تساعدهم على الاستقرار.

مميزات تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد:

  • سهولة تعديل التصميم.
  • امكانية نسخ التصميمات باستخدام نظام مسح ضوئي رقمي scanning للنموذج الأول بواسطة

حاسوب وويب كام وسوفتوير خاص. وبعد ذلك يتم تحويل البيانات إلى منتج ثلاثي الأبعاد من المادة المختارة.

  • امكانية الحصول على أجزاء كبيرة الحجم، الأجزاء البارزة، الأجزاء المتداخلة، والأجزاء المعشقة

بزاوية أقل من 90 درجة والتي من الصعب أو المستحيل الحصول عليها بطرق التشكيل التقليدية.

  • نظام استرجاع متكامل للخامات.
  • لا تستخدم أدوات أو أجهزة كثيرة وبذلك يختصر الوقت والتكلفة.
  • لا توجد حدود لمدى تعقيد التصميم.
  • تتفوق طريقة الطباعة الثلاثية على طرق التشكيل التقليدية وذلك أن مكونات المنتج في طريقة

الطباعة الثلاثية تنافس أداء مثيلاتها التي صنعت بطرق التشكيل التقليدية.

  • تكلفة أقل بالنسبة للأشكال المعقدة.
  • دورة انتاج قصيرة جدا.

الطباعة ثلاثية الابعاد وتشييد المباني

فكرة طابعة المنازل لا تختلف كثير عن الطابعة ثلاثية اﻷبعاد الصغيرة فيتم بناء المنازل طبقة طبقة من أسفل

إلى أعلى عن طريق نفث المادة الخام (اﻷسمنت مضاف له مواد أخرى تعزز من سهولة استخدامه في الطابعة)

من رأس الطابعة والتي يتم التحكم بها عن طريق تصميم معد سابقا على الحاسوب.

الطباعة ثلاثية الابعاد
الطباعة ثلاثية الابعاد

تم تطوير طابعات المنازل الكبيرة من عدة شركات أشهرهم هي winsun وهي بالفعل قامت بطباعة العديد

من المباني وأشهرهم مكتب دبي المطبوع بالكامل.

الطباعة ثلاثية الابعاد
الطباعة ثلاثية الابعاد

مميزات طباعة المباني على طرق الثلاثية الابعاد:

أولا التخصيص: فلكل شخص طابعه الخاص وأسلوب معيشته الخاص وبالتالي مسكنه الخاص فبفضل الطباعة

ثلاثية الابعاد أصبح بإمكانك تخطيط وتصميم بيتك بنفسك بكل حرية ووضع ما تشاء في المكان الذي تريد بدلا من

التصميمات الثابتة للمنازل فالتصميمات والموديلات واﻷفكار لا حدود لها فقط تمنى.صمم.والطابعة تنفذ.

ثانيا توفير الوقت والتكلفة والعمالة: فالطابعة عبارة عن روبوت ينفث اﻷسمنت باستمرار ودون توقف أو تعب

أو مساعدة فقط يمكن لشخص واحد طباعة منزله وهو يراقب الطابعة ويضع لمساته اﻷخيرة.

ماذا عن عناصر المبني الاخري:

  • ماذا عن اﻷسقف: بالطبع اﻷمر لم يكتمل بعد وهناك الكثير من التطوير فاﻷسقف المائلة بدرجة بسيطة ﻷعلى

يمكن طباعتها أما المستوية والمسطحة تماما فيتم وضع دعامات لها من الألواح الخشبية أو طباعة السقف

على اﻷرض ومن ثم رفعه وتركيبه. هذا إن لم نستخدم اﻷسقف الخشبية.

  • قواعد المنزل يتم تركيب الحديد الداعم بها يدويا ثم استئناف الطباعة مرة أخرى.
  • أما بالنسبة للفتحات مثل مواسير المياه والكهرباء والتوصيلات الحيوية فيتم وضعها أثناء الطباعة بسهولة

فاﻷسمنت لا يزال رطبا.

  • عدد الطوابق المسموح بها في تطور مستمر فطباعة بيت من طابقين أو ثلاثة لا مشكلة فيه على اﻹطلاق.

طباعة بلد كاملة

رأينا مسبقا طباعة أماكن مثل San Francisco skyline and Coney Island’s Lunan Park

الآن يتم طباعة بلاد كاملة

شركة Micro CADD Services) MCS) قامت بطباعة البحرين ثلاثية الأبعاد (الشوارع الرئيسة – التضاريس – المباني)

بمقاس 1:10,000-scale model 5.4 meters long by 2.2 meters wide

ثم طباعة الأجزاء ثم تركيبهم

النموذج الثلاثي الأبعاد يتيح للدولة وللمصممين تخيل البلد واتخاذ القرارات المناسبة.

ماكيت لمدينه كامله بتقنية الطباعه ثلاثية الابعاد
ماكيت لمدينه كامله بتقنية الطباعه ثلاثية الابعاد

تطبيق تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد فى الصين

نجحت شركة صينية في صناعة منازل باستخدام طابعة “ثلاثية الأبعاد” عملاقة، حيث وصل عدد الطوابق

بتلك المنازل إلى خمسة طوابق.

وبحسب تقرير نشرته صحيفة “ديلي ميل” البريطانية، فقد بدأت شركة شنغهاي وين سان للتصميم الهندسي

نشاطها منذ حوالي 10 أشهر، حيث تمكنت من “طباعة” المنازل باستخدام مزيج من الطين وبقايا مواد البناء،

وبتكلفة حوالي 3100 جنيه استرليني للمنزل الواحد، أي أقل من خمسة آلاف دولار أميركي.

وتم تشييد المنازل في حديقة صناعية في مقاطعة جيانغسو الصينية.

ويبلغ ارتفاع الطابعة المستخدمة في عملية تصنيع المنازل 21 قدماً وعرضها 32 قدماً وطولها 500 قدم.

أما “الحبر” المستخدم، فهو مزيج من بقايا مواد البناء والزجاج والفولاذ والإسمنت الذي يتم رشه على كل طبقة

مستقلة حتى يتكون الحائط السميك.

وبحسب الشركة، فإن عملية تصنيع مواد البناء عادة ما ينتج عنها انبعاثات كربونية هائلة، أما الطابعة “ثلاثية الأبعاد”،

فيمكنها إعادة تدوير مواد البناء. كما أن العمال لا يتعرضون للمواد السامة أثناء عملية التجهيز. كما أن تلك التقنية

تقلل أيضاً من الضوضاء الناتجة عن عملية البناء التقليدية، إضافة إلى أنها أنظف.

وبالرغم من أن تكلفة المبنى المكون من خمسة طوابق قد تصل إلى حوالي 100 ألف جنيه استرليني،

أي حوالي 150 ألف دولار أميركي، إلا أن ثمن الوحدة السكنية سيكون أقل بكثير من الوحدة المبنية بالطريقة التقليدية.

وبحسب الشركة، يمكن “طباعة” الوحدة السكنية خلال يوم واحد.

الطباعة ثلاثية الابعاد
الطباعة ثلاثية الابعاد

تطبيق تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد فى روسيا

قامت شركة “أبيس كور” الروسية ببناء منزل باستخدام تقنية الطباعة الثلاثية الابعادخلال 24 ساعة فقط،

بعدما قامت بجلب طابعة محمولة في موقع البناء.وعملت الشركة على طباعة كل المنزل بهذه التقنية مثل

الحوائط والفواصل والطبقة العازلة للمبنى،لتضاف بعد ذلك التجهيزات الأخرى مثل النوافذ والأثاث وطبقة لامعة

من الطلاء إلى واجهة المنزل،وفق ما ذكر موقع mashable.

وبلغت تكلفة بناء المنزل عشرة آلاف و134 دولاراً أميركياً، وبمساحة تبلغ 400 قدم مربع.

وقال مؤسس المنزل، نيكيتا شين يون تاي: “نريد أن نغير اقتناع العامة بأن البناء لا يمكن أن يكون سريعاً

وصديقاً للبيئة”، مضيفاً: “هدفنا أن نصبح أكبر شركة بناء دولية في حل مشاكل الإسكان في مختلف أنحاء العالم”.

وأشارت الشركة إلى أن المنزل صالح للسكن حتى 175 عاماً. ويتكون من رواق وحمام وغرفة معيشة ومطبخ،

ويقع في أحد مرافق الشركة بروسيا. وتم صنع المنزل خارج الموقع، ثم قامت الشركة بتجميعه وتركيبه فقط في الموقع نفسه.

الطباعة ثلاثية الابعاد
الطباعة ثلاثية الابعاد

تطبيق تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد فى دبي

كشف مدير عام بلدية دبي حسين ناصر لوتاه، أن أعمال تنفيذ مشروع تشييد أول فيلا سكنية بتقنية الطباعة ثلاثية

الأبعاد في دبي سيبدأ خلال شهرين، لتكون الإمارة الأولى على مستوى الدولة في الاستفادة من هذه التقنية في

بناء مساكن حكومية للمواطنين.

وأوضح أن تشييد أول فيلا سكنية بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد يأتي ضمن برنامج مسرعات دبي المستقبل،

واستراتيجية دبي للطباعة ثلاثية الأبعاد.

وتعتبر هذه التقنية جزءاً مهماً من تقنيات الذكاء الاصطناعي، التي ستُحدث طفرة كبيرة في شتى مجالات الحياة،

مشيراً إلى أن الطابعة ستقوم ببناء منزل متكامل في وقت قياسي وبجهد وكلفة أقل، وقد جلبت البلدية الطابعات

والآلات اللازمة للبناء، بحسب ما ورد في صحيفة “الإمارات”.

وقال إن المستقبل يكمن في كيفية الاستفادة من تقنيات الذكاء الاصطناعي وتوظيفها لمصلحة البشرية لتسهيل

نمط الحياة اليومية، حيث يمكن تقسيم تقنياتها إلى قسمين، الأول استغلال أجهزة الروبوت في الحفر ورصف

الطرق وغيرهما، والثانية بناء منظومة البرامج والتطبيقات الذكية، بحيث توفر تلك المنظومة جميع الخدمات للمتعاملين

عبر الهاتف الذكي، مشيراً إلى أن الاستفادة من التقنيات المتاحة ستسهم في تحقيق الريادة والسعادة والرضا للمتعاملين.

وأكد أن “البلدية من أهم الجهات الحكومية المعنية بتنفيذ استراتيجية دبي للطباعة ثلاثية الأبعاد،وذلك لجعل 25% من

أبنيها مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بحلول عام 2030.

يذكر أنه من المتوقع أن تبلغ قيمة قطاع سوق التقنية على مستوى العالم نحو 120 مليار دولار

بحلول عام 2020، ونحو 300 مليار دولار بحلول عام 2025، وذلك بفضل الزيادة في أنشطة الأبحاث وتطوير المنتجات،

وازدياد الحاجة إلى الإبداع في عملية التصميم وسهولة الإنتاج والتصنيع في مختلف القطاعات.

وتشير التقارير إلى دور تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في توفير كلفة البناء بنسبة تراوح بين 50 و70%، وكلفة العمالة

بنسبة تراوح بين 50 و80%، إضافة إلى تقليل نسبة النفايات الناجمة عن عمليات الإنشاء بنسبة تصل إلى 60%،

ما ينعكس إيجاباً على المردود الاقتصادي للقطاع، ويسهم في تحقيق استدامة البيئة والموارد.

اول منزل بدبي بتقنية الطباعة ثلاثية الابعاد
اول منزل بدبي بتقنية الطباعة ثلاثية الابعاد

ويز كريس كيلسي واستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد

ربما تشاهد المنازل والمباني المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد قريبًا في جميع أنحاء دبي إذا نجح

المراهق ويز كريس كيلسي في مسعاه.وقد نقل شركته الناشئة في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من وادي

السيليكون إلى دبي، أن الشركة مستعدة لتقديم هياكل مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تستخدم شركة كازا كونستروكشن تيكنولوجيز روبوتات طباعة محمولة قادرة على طباعة منزل مساحته 200 متر مربع

في يوم واحد من خلال الاستعانة بعاملين فقط، المؤسس المشارك للشركة ورئيسها التنفيذي.

يراقب أحد العاملين بمراقبة الآلة ويضيف الآخر العناصر مثل حديد التسليح وكابلات الكهرباء ضمن أقسام محددة

مسبقًا. وقال كيلسي في مقابلة مع صحيفة “ذا ناشيونال”: “إذا كان هناك شخص يريد بناء منزل، فنحن نقوم

بتصميمه وهندسته وفقًا لمعايير الطباعة ثلاثية الأبعاد”. “ثم نأتي بالآلة إلى الموقع، ونحدد المكان حيث

من المفترض أن نبدأ الطباعة.وبمجرد اتخاذ الآلة وضعها الصحيح، تبدأ الطباعة وفقا للتصميم البرمجي.”

في ديسمبر، وافقت كازا على التعاون مع حكومة دبي بشان تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، وقد سجلت في

برنامج مسرعات دبي المستقبل. وبمجرد اكتمال البرنامج، من المتوقع توقيع مذكرة تفاهم مع بلدية دبي.

كما أنه يساعد الكيان على صياغة قوانين وتشريعات بناء جديدة تتعلق على وجه التحديد باستخدام الطباعة

ثلاثية الأبعاد في البناء. لقد وضعت دبي هدفًا بالفعل بإنشاء 25 في المئة من المباني الجديدة بتقنية الطباعة

ثلاثية الأبعاد بحلول عام 2030.وهذه العملية ستبدأ فعليًا في عام 2019 حيث ستحتاج المباني إلى اثنين في

المئة من العناصرالمطبوعة بهذه التقنية للحصول على موافقة البلدية، وقال “هناك نقلة كبيرة على وشك أن

تحدث مع هذه التقنية”.وتوقع تقرير أعده معهد بي إم آي للأبحاث في ديسمبر أن الطباعة ثلاثية الأبعاد ستغير

وجه قطاع البناء.وذكر التقرير أنه على الرغم من ارتفاع تكاليف الاستثمار المقدم، فإن “التقنية لديها القدرة على

خفض تكاليف البناء …على مدى السنوات الخمس المقبلة” من خلال استبدال الحاجة إلى العديد من وظائف

العمالة الماهرة، والحد من كمية المواد التي تهدر باستخدام الطرق التقليدية.

المصدر
ويكيبدياالعربيالعربيةالحياةالعربي ار تي

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى