پرینتر سه بعدی بتن چیست؟

در سال های اخیر اهمیت تکنولوژی پرینتر سه بعدی در صنعت ساخت و ساز افزایش یافته است و چاپگرهای سه بعدی بتن در بین معماران و شرکت های ساختمانی محبوبیت پیدا کرده اند. بعد از آب، بتن پرکاربردترین ماده در جهان است. بتن ماده کامپوزیتی است که از آب، ترکیب سیمانی و سنگدانه ها تشکیل شده است که این مواد به وفور در دسترس می باشند. بتن به تنهایی ماده ای ارزان قیمت و بسیار محبوب است. با این وجود، پرینتر های سه بعدی بتن گران هستند. این ماشین آلات که برای ساخت و ساز طراحی شده اند از ۱۸۰ هزار دلار تا بیش از ۱ میلیون دلار قیمت دارند.

مزایای پرینت سه بعدی بتن

با وجود قیمت بالای پرینتر های سه بعدی بتن، استفاده از این چاپگر ها به جای روش های تولیدی سنتی مزایای مختلفی دارد که شامل سرعت بیشتر، هزینه کمتر و افزایش ایمنی می باشد. پرینتر های سه بعدی بتن نه تنها تولید پسماند را به حداقل می رسانند، بلکه تعداد کارکنان فعال مورد نیاز در محل و همچنین زنجیره های تأمین را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. علاوه بر این، امکان ساخت سازه های پیچیده تر و انعطاف پذیرتری با استفاده از این فناوری فراهم می شود.

مزایای پرینت سه بعدی بتن
مزایای پرینت سه بعدی بتن

انواع پرینتر های سه بعدی بتن

عملکرد یک پرینتر سه بعدی بتن استاندارد کاملاً مشابه پرینتر سه بعدی FDM استاندارد است که این موضوع در درجه اول به این دلیل است که هر دو این فناوری ها مبتنی بر اکستروژن مواد می باشند. در نتیجه فرایندهای کاملاً مشابهی دارند: ابتدا یک مدل سه بعدی دیجیتال با استفاده از یک نرم افزار مدلسازی سه بعدی ایجاد می شود. سپس مدل سه بعدی در نرم افزار لایه بندی شده و به G-Code ترجمه می شود. سپس G-Code  هد پرینت که مواد پمپ شده از میکسر سیمان را به صورت لایه لایه تزریق می کند را تا تشکیل ساختار نهایی هدایت می کند. یک چاپگر سه بعدی بتن معمولی که برای ساخت قطعات به روش افزایشی با تزریق مواد طراحی شده است، شامل یک بازوی رباتیکی می باشد که یک انتهای آن به هد پرینت و دیگری به سیستم گانتری یا بازوی رباتیکی جرثقیل متصل است. بسته به نوع چاپگر سه بعدی بتن، طراحی، قابلیت ها و روند کار متفاوت است که هرکدام بسته به کاربرد مورد نظر مزایا و معایب مشخصی دارند. حجم ساخت، دقت پرینت سه بعدی و بازده یک پرینتر سه بعدی بتن بسته به سیستم، فناوری، تولید کننده و کاربرد های مورد نظر متفاوت خواهد بود.

انواع پرینتر های سه بعدی بتن
انواع پرینتر های سه بعدی بتن

پرینتر های سه بعدی بتن  Gantry

اصطلاح Gantry از ساختار گانتری که از پرینتر سه بعدی پشتیبانی می کند می آید. در حالی که این نوع پرینتر های سه بعدی بتن یک انتخاب محبوب برای پروژه های ساختمانی تجاری هستند، این فناوری به ندرت برای پروژه های کوچکتر مورد استفاده قرار می گیرد که این امر بیشتر به دلیل اندازه بزرگ، قابلیت حمل محدود و همچنین نیروی فنی مورد نیاز برای راه اندازی آن است. این نوع چاپگرهای سه بعدی بتن معمولاً بر روی سیستم مختصات کارتزین متشکل از محورهایx ،y  و z کار می کنند. این محورها توسط ریل ها و تیرهای سازه پشتیبانی کننده تعریف می شوند. محور x با طول ریل هایی که چاپگر را به جلو و عقب حرکت می دهند ارتباط دارد، در حالی که محور y با طول ریل حامل هد پرینت و اتصال دهنده ستون ها مرتبط است.

پرینتر های سه بعدی بتن Gantry
پرینتر های سه بعدی بتن Gantry

پرینتر های سه بعدی بتن بازوی رباتیکی

یک پرینتر سه بعدی بتن ماشینی یا بازوی رباتیکی توسط سازه ای شبیه جرثقیل پشتیبانی می شود که به طور معمول در ۶ محور حرکت می کند. این به آن معناست که امکان تولید هندسه های پیچیده تر و قطعات با دقت بیشتر را در مقایسه با پرینتر های سه بعدی بتن گانتری فراهم می سازد. همچنین این نوع پرینتر های سه بعدی بتن مزایایی شامل افزایش قابلیت حمل و جمع و جور بودن را ارائه می دهند و به همین دلیل تنظیم و راه اندازی آنها آسانتر است. در گذشته این پرینتر ها حجم ساخت محدودی داشتند و بنابراین محدود به ساخت سازه های کوچکتر بوده اند اما طی پیشرفت های اخیر، این پرینتر ها حجم ساخت بزرگتری دارند و با پرینتر های گانتری قابل رقابت هستند. با این حال قیمت این پرینترها در مقایسه با پرینترهای گانتری گرانتر می باشد.

پرینتر های سه بعدی بتن بازوی رباتیکی
پرینتر های سه بعدی بتن بازوی رباتیکی

علیرغم تصور رایج غلط مبنی بر این که ساختمان ها را می توان به طور کامل فقط با استفاده از پرینتر های سه بعدی بتن ساخت، معمولاً فقط دیوارها و پایه ها به صورت افزایشی ساخته می شوند. با این وجود، پرینت سه بعدی بتن تأثیر بسزایی در صنعت ساختمان سازی داشته است و در دهه گذشته چندین شرکت ساختمانی متخصص در پرینت سه بعدی بتن ظهور کرده اند. به طور مثال یک شرکت دانمارکی با استفاده از پرینتر سه بعدی بتن اولین ساختمان مسکونی چاپ سه بعدی شده در آلمان را ساخته است و در حال حاضر پروژه ساخت یک ساختمان مسکونی سه طبقه به مساحت ۳۸۰ متر مربع را آغاز کرده است. پرینترهای سه بعدی بتن در برخی از کشور در جهان از جمله آلمان، بلژیک، دبی، مراکش و فرانسه و … مورد استفاده قرار گرفته اند.

منبع: https://www.3dnatives.com/

در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.

پرینتر سه بعدی بتن چیست؟

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *