چشم انداز چاپ سه بعدی با بتن – پتانسیل فنی، اقتصادی و محیط زیست

چشم انداز در چاپ سه بعدی با بتن، با توجه به جنبه های فنی، اقتصادی و محیط زیست ارائه شده است . اگرچه چندین نمایشگاه ساختار بتنی چاپ سه بعدی در سراسر جهان در دسترس است، اما بسیاری از چالش ها در سطح فنی و پردازش باقی می مانند . در حال حاضر به دلیل ویژگی سختی نامناسب مواد قابل استفاده ی دردسترس سیمان نمی تواند به طور مستقیم چاپ سه بعدی شود . بتن تولید شده با دیجیتال ( (DFC از لحاظ اقتصادی ، باعث تغیر منافع سهامداران و همچنین ساختار هزینه ها میشود .

چشم انداز در چاپ سه بعدی با بتن، با توجه به جنبه های فنی، اقتصادی و محیط زیست ارائه شده است . اگرچه چندین نمایشگاه ساختار بتنی چاپ سه بعدی در سراسر جهان در دسترس است، اما بسیاری از چالش ها در سطح فنی و پردازش باقی می مانند .

چشم انداز چاپ سه بعدی با بتن – پتانسیل فنی، اقتصادی و محیط زیست

چشم انداز چاپ سه بعدی با بتن –  پتانسیل فنی، اقتصادی و محیط زیست

در حال حاضر به دلیل ویژگی سختی نامناسب مواد قابل استفاده ی دردسترس سیمان نمی تواند به طور مستقیم چاپ سه بعدی شود . بتن تولید شده با دیجیتال ( (DFC از لحاظ اقتصادی ، باعث تغیر منافع سهامداران و همچنین ساختار هزینه ها میشود . اگر چه در حال حاضر بیش از حد بلند پروازانه برای ارائه درصد مقدار کمیت و ظرفیت ساختار هزینه است ، اما DFC فرصت های بالقوه بسیاری برای افزایش هزینه بهره وری از فرایندهای ساخت و ساز ارائه میکند . اثرات زیست محیطی چاپ سه بعدی با بتن باید در رابطه با پیچیدگی شکل ساختار دیده شود. بهینه سازی ساختاری و همچنین ترکیبی از عملکرد هیدراتاسیون به عنوان استراتژی های طراحی اجازه می دهد تا استفاده از مواد تنها در جایی که از لحاظ ساختاری یا عملکردی مورد نیاز است پیاده سازی شود . این بهینه سازی طراحی پیچیدگی شکل را افزایش می دهد، اما باعث کاهش استفاده ی مواد در DFC می شود . در نتیجه ، انتظار می رود که برای سازه هایی با همان قابلیت، DFC در مقایسه با سازه های بتنی که بطور معمول تولید می شود، ازعملکرد بهتر زیست محیطی برخوردار باشند.

نظام مهندسی عمران چیست

نظام مهندسی عمران آب و فاضلاب

معرفی :

امروزه چاپ سه بعدی به طور چشمگیری افزایش یافته است .در برخی از صنایع ، افزایش تویلد و نمونه سازی سریع یک واقعیت روزانه است . در صنایع دیگر، از جمله صنعت ساخت و ساز، برخی از نمونه های ویترین در دسترس هستند (به عنوان مثال بتن Smart Dynamic، XTree، TotalKustom، WinSun ) اما تکرار روزانه هنوز دور از دسترس به نظر می رسد .این بدان علت است که صنعت ساخت و ساز در معرض خطر عمل های محافظه کارانه خود است، اما به دلیل برخی چالش های فنی، اقتصادی و اجتماعی نیازاست که به آن ها غلبه شود تا همه فرصت های چاپ سه بعدی در بخش ساختمانی راه اندازی و باز شود.

برای چاپ موفق سه بعدی ، کیفیت و خواص نهایی باید مورد توجه قرار گیرد، با توجه به این که مواد باید با موفقیت از مرحله “مایع” (حرکت مواد تازه به سمت وجهت بالای چاپ) و یک فرآیند “انجماد” (انتقال به یک ماده سفت و محکم تحت اثر وزن خود ولایه های اضافه شده) عبور کنند .

چالش های فنی

انتخاب مواد

در حال حاضر پالت ماده بسیار محدود در دسترس مانع عمده با توجه به چاپ سه بعدی پیشرفته در صنایع ساخت و سازاست . بسیاری از ویترین های فعلی مبتنی بر مواد با کیفیت بالای مورد نیاز برای رسیدن به خدمات معقول زندگی در شرایط طبیعی یا صنعتی قرار نمی گیرند. آنها به وضوح مبتنی بر مسئله تکنولوژیکی که قادر به اضافه کردن لایه ها به بالای یکدیگر بدون سقوط زودرس هستند میباشند .

هنگام بررسی کارایی مواد در بعضی از ویترین ها با جزئیات بیشتر، توجه به عملکرد نامناسب گاهی اوقات می تواند مورد توجه قرار گیرد، به عنوان مثال، به ترتیب در شکل ۱ نشان داده شده است. شکل ۱ نشان دهنده ی یک نمایش اولیه  از ترک خوردگی انقباضی از عنصر ساختاری ملات سه بعدی چاپ شده با درجه حرارت بیش از حد است. در حال حاضر به خوبی درک شده است که ترک خوردگی انقباضی باید با ترکیبی از طراحی مناسب مخلوط  و اقدامات مناسب برای درمان به خوبی کنترل شود.

عملیات چاپ کنونی عمدتا از ترک خوردگی انقباضی قابل توجهی که در شکل ۱ نشان داده شده است جلوگیری میکند . با این وجود، مسئله درمان مناسب عناصر یا سازه های چاپ شده در ۳D در غیاب فرمول از ابتدا یک چالش فنی است که نیازمند بهینه سازی بیشتر است .

پتانسیل اقتصادی
 بهره ‌وری

بهره‌ وری راکد در صنعت ساخت ‌و ساز یک نگرانی مهم است . صنعت ساخت‌ و ساز در اتحادیه اروپا ۵۳ % از تولید ناخالص داخلی را تشکیل می‌دهد و ۵۳ % از کل اشتغال اروپا را تامین می‌کند . در حال حاضر , کشورهای توسعه‌یافته از رکود راکد یا در واقع در برخی کشورها کاهش بهره‌وری رنج می‌برند . عوامل متعددی مانند مقاومت در معرفی تغییرات در یک بخش بسیار سنتی , صنعتی‌سازی کم فرآیندهای ساخت‌وساز , هم‌کاری ضعیف وجود دارد که پیاده ‌سازی روش‌های جدید را دشوار می‌سازد . به طور کلی ، برای کشورهای دارای وضعیت اقتصادی بسیار خوب نیز صدق می‌کند . حاشیه سود نسبتا ً پایین برای شرکت‌های ساخت‌وساز می‌تواند دلیل اصلی این امر باشد . در نتیجه فرآیندهای ساخت‌وساز در طول دهه‌های گذشته تقریبا ً تغییر نکرده اند . اهمیت اصلی و پتانسیل انقلابی آن در بافت صنعت ساخت‌وساز مشاهده شده‌است , زیرا یک تکامل منطقی از ابزارهای طراحی به کمک کامپیوتر برای ساخت خودکار ارائه می‌دهد , بنابراین ساخت یک فرآیند کاملا ً دیجیتالی را ایجاد می‌کند . کاهش زمان ساخت و بهبود کیفیت و هزینه با ادغام طراحی دیجیتال و فعالیت‌های ساخت‌وساز می‌تواند به طور قابل‌توجهی بهره‌وری بخش را افزایش دهد.

چشم انداز چاپ سه بعدی با بتن – پتانسیل فنی، اقتصادی و محیط زیست

پتانسیل زیست محیطی

بخش ساخت‌وساز مسئول اثرات زیست ‌محیطی بالا در سراسر جهان است , مانند مصرف انرژی در مصرف انرژی , درصد تولید پسماند جامد , درصد انتشار گازهای گلخانه‌ای و درصد تخلیه آب . نگرانی روز افزون جامعه در مورد پایداری , ایجاد فرآیندهای ساخت نوآورانه برای غلبه بر اثرات زیست‌ محیطی بالا ناشی از ساخت‌ و ساز سنتی است . به طور خاص فرآیندهای افزایش تولید با یک تولید مقرون‌ به ‌صرفه مرتبط بوده‌اند که مصرف انرژی تقاضا های منابع و انتشار دی‌ اکسید کربن را در طول چرخه عمر محصول کاهش می‌دهد.