هل تم إنشاء House 3D Printing أخيرًا؟

خارج صناعة المواد المضافة (AM) ، غالبًا ما يرى المرء مفهوم البناء الإضافي المشار إليه باسم "الطباعة ثلاثية الأبعاد للمنزل" أو "الإنشاءات المطبوعة ثلاثية الأبعاد". فقط انظر إلى نتائج جوجلGOOG
أداة الكلمات الرئيسية أدناه. يشير هذا جزئيًا إلى مستوى الوعي لدى عامة الناس بهذا القطاع المحدد ، حيث تغطي معظم القصص الإخبارية السائدة العدد المتزايد من المنازل التي تُصنع الآن بتقنيات طباعة ثلاثية الأبعاد ملموسة. ومع ذلك ، فإن البناء الإضافي يصل الآن إلى نقطة حيث يتم تقييم القطاع من أجل السكن المطبوع ثلاثي الأبعاد وما بعده.

البناء الإضافي قد صنعه أخيرًا

يُشار إلى ذلك من خلال عدد من التطورات ، في المقام الأول عدد اللاعبين الكبار للغاية الذين دخلوا الفضاء. يتم إنشاء العديد من العناوين الرئيسية التي نراها اليوم من قبل بعض الشركات الناشئة الصغيرة ، بما في ذلك ICON و COBOD ، الذين يبنون أنظمة طباعة ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك ، فإن زبائنهم هم من أكبر العملاء على هذا الكوكب.

على سبيل المثال ، COBOD—المدعومة بواسطة مجموعة PERI البالغة 1.8 مليار دولار - هي المورد لشركة GE ، التي قامت مؤخرًا ببناء أكبر منشأة بناء مضافة في العالم لطباعة قواعد خرسانية ثلاثية الأبعاد لتوربينات الرياح. Holcim ، عملاق الأسمنت الذي تبلغ تكلفته 3 مليار دولار تقريبًا في صنع الماء الساخن عروض مع ISIS في سوريا ، عميل COBOD آخر. تستخدم آلات COBOD للطباعة ثلاثية الأبعاد للمنازل والمدارس في إفريقيا من خلال مجموعتها غير الربحية 14 شجرة.

يمكن القول إن عملاء ICON أكبر. بالإضافة إلى التعاون مع مطوري الإسكان الأصغر ، فإن شركاء ICON الأساسيين هم وكالة ناسا ووزارة الدفاع الأمريكية. بالنسبة للجيش الأمريكي ، تم طباعة ICON بتقنية 3D ملاجئ السيارات و ثكنات ضخمة.

في غضون ذلك ، تدخل تكتلات أخرى في هذا القطاع ، بما في ذلك سيمكس، خامس أكبر شركة لمواد البناء في العالم ؛ سيكا، عملاق كيميائي سويسري برأسمال سوقي حالي قدره 38 مليار دولار ؛ و سان جوبان، واحدة من أقدم وأكبر الشركات متعددة الجنسيات لمواد البناء في العالم بإيرادات تبلغ حوالي 47 مليار دولار.

من أين أتى البناء الإضافي؟

Wohlers Associates ، المدعومة من ASTM International ، هي أقدم شركة استشارية في صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد وأكثرها احترامًا. في أبريل 3 ، خبير الطباعة ثلاثية الأبعاد للبناء ستيفان منصور انضم إلى Wohlers كمستشار مشارك ، وقدم علامة أخرى على أن البناء الإضافي قد صنعه. نحن نعلم أن الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنشاءات هي أكثر من مجرد "طباعة ثلاثية الأبعاد للمنزل" ، ولكن من أين أتت؟ كان لدى منصور بعض الإجابات.

وفقًا للاختصاصي ، حصل البناء الإضافي على دفعة كبيرة من الشرق الأوسط ، حيث أعلنت الإمارات العربية المتحدة عن رؤيتها لعام 2030 وكشفت المملكة العربية السعودية عن مشروع نيوم. سعى السابق لجعل 25 في المئة من مباني دبي المطبوعة ثلاثية الأبعاد بحلول عام 3 ، بينما ضخ الأخير 2030 مليار دولار للتخطيط والبناء من صندوق الاستثمارات العامة في المملكة العربية السعودية والمستثمرين الدوليين.

قال منصور: "ردًا على ذلك ، بدأ المقاولون العموميون جهودًا لإجراء مزيد من التحقيق وتحقيق مادة مضافة للبناء كأداة لتحقيق الأهداف المطلوبة". تضمنت الشركات البارزة واللاعبين الرئيسيين في منطقة الخليج BAM Infra و BESIX و Freyssinet و Vinci و ACCIONA و Consolidated Contractors Company. إن الإنجازات والإنجازات الأوروبية في مجال المواد المضافة للبناء على مدى السنوات الست الماضية هي نتيجة مباشرة للشركات المذكورة سابقًا. مقرها في أوروبا وتعمل بالتعاون مع العديد من موردي المواد والمؤسسات الفنية وشركات الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنشاءات ، فهم يتطلعون إلى تحقيق مادة مضافة للبناء كأداة في هذا القطاع ".

كان هذا مدفوعًا أيضًا بمجموعة من تأثيرات الوباء والتأثير السلبي لتقنيات البناء التقليدية على نظامنا البيئي. وفقًا لمنصور ، فإن قضايا مثل فجوات سلسلة التوريد ، وانخفاض القوى العاملة ، وزيادة الطلب على البناء ، وارتفاع تكاليف المواد ، وتكاليف استدامة العميل "تدفع قطاع AEC إلى إعادة التفكير في الوضع الراهن والتحرك نحو مادة مضافة للبناء".

ما التالي للطباعة ثلاثية الأبعاد للإنشاءات؟

مع حدوث هذا التبني المتزايد ، هناك مجالان رئيسيان يمثلان المرحلة التالية من التطوير للبناء الإضافي ، وفقًا لمنصور: تعزيز التكنولوجيا وجعلها أكثر استدامة. في المجال الأول ، سنرى ميزات مثل المراقبة الآلية للطباعة من خلال استخدام المستشعرات والذكاء الاصطناعي لتحسين جودة الطباعة. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم تحسين عملية التشغيل وإيقاف التشغيل لمعدات الطباعة ثلاثية الأبعاد ، خاصة للطباعة في الموقع.

أما بالنسبة للاستدامة ، فنحن نعلم بالفعل أنه إذا كانت صناعة الأسمنت دولة ، فستكون ثالث أكبر باعث ثاني أكسيد الكربون في العالم بعد مشاريع المنصور في الصين والولايات المتحدة قلل الاعتماد على هذه المادة لصالح ميتاكاولين، اللبن ، الحجر الجيري ، نفايات البناء المعاد تدويرها ، مخلفات المناجم ، الصخر الزيتي ، وأكثر من ذلك. وبالمثل ، سيتم استكشاف مواد تقوية جديدة ، بما في ذلك حديد التسليح من القنب والقنب ، والجرافين ، والألياف المدمجة ، والركام الزجاجي.

بالطبع ، لا يتم استخدام البناء الإضافي فقط للطباعة ثلاثية الأبعاد للمنازل الخرسانية ، ولن يتم استخدامه في المستقبل. وأشار منصور إلى عدد من التطبيقات التي تتجاوز ما يتم تغطيته في معظم وسائل الإعلام السائدة ، مثل المخزون الرقمي للتعامل مع التكاليف العامة ، والمهل الزمنية ، واللوجستيات. تحسين الأجزاء وقطع غيار الطباعة ثلاثية الأبعاد لمعدات البناء القديمة ؛ طرق أكثر استدامة لإنشاء الواجهات والكسوة والوصلات الهيكلية ؛ وتنفيذ نهج دائري باستخدام المواد المعاد تدويرها مثل البلاستيك ونفايات الخشب للأثاث والتركيبات ثلاثية الأبعاد.

معايير البناء المضافة

من الآن فصاعدًا ، قد لا تكون أكبر عقبة في هذا القطاع ذات طبيعة تكنولوجية ولكنها مرتبطة بالمعايير في البناء الإضافي.

"لا شيء يحدث بدون معايير. لا يوجد "إعادة" في البناء ؛ يجب بناء هيكل ليكون آمنًا ويتحمل اختبار الزمن والعناصر. لا ينفر قطاع البناء من تبني أساليب وتقنيات جديدة ولكن يجب التأكد من أن الهياكل التي يتم "طباعتها" آمنة وتفي بالمتطلبات أو تتجاوزها. هذا هو المكان الذي تلعب فيه المعايير دورًا حاسمًا ، "قال منصور. "تتيح المعايير التبني والقبول على نطاق واسع ، مما يعزز إنشاء سوق تنافسية صحية ، مما يشجع على المزيد من التطورات في المواد والنهج ، ويتيح التسعير التنافسي."

لهذا السبب ، أخذ منصور على عاتقه إنشاء لجنة لمعالجة المشكلة في مارس 2021. ما أصبح فيما بعد لجنة ISO / TC 261 / JG 80 وضع مسودة معيار ، ISO / ASTM 52939، من المقرر أن تخضع لعملية مراجعة وتعليق ثانية قبل النشر الرسمي بحلول نهاية عام 2022.

"هذا هو الوقت المناسب ، لأنه يلعب في العديد من المبادرات التي تقودها الحكومة مثل اقتراح المفوضية الأوروبية الأخير في 30 مارس^th، 2022 حيث تتم معالجة المواد المضافة للبناء صراحة وحيث اللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي (س. و CENELEC) وافق على اعتماد ISO / ASTM 52939 كمعيار CEN ISO / ASTM بمجرد نشره "، أشار منصور.

كما رأينا مع معايير الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى ، هذه ليست سوى البداية لما ستكون عملية طويلة وشاقة ستكون ضرورية لدفع القطاع إلى الأمام. مع تنفيذ هذا العمل الرئيسي ، فإن الجهود الأخرى اللازمة لتقدم البناء الإضافي ستكون التعليم المستمر لمتخصصي الصناعة. في هذا الصدد ، ستقدم Wohlers Associates ، المدعومة من ASTM International ، المشورة والدعم لقطاع البناء العالمي من خلال فهم نقاط القوة والقيود المفروضة على الطباعة ثلاثية الأبعاد كأداة. تقدم المنظمة منظورًا استراتيجيًا حول العمليات والمواد والمبادرات التنظيمية وتطوير واعتماد معايير الصناعة.