تدقيق لغوي: أ. موانا دبس
قائمة المحتويات
يُعتبر تبنّي التقنيات الجديدة بطيئاً في مجال صناعة البناء والتشييد (Construction)، ومع ذلك ظهرت الطباعة ثلاثية الأبعاد كتقنيةٍ جديدةٍ فيه. تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، والمعروفة أيضًا بالتصنيع بالإضافة، هي عملية تصنيعٍ يتمُّ خلالها وضع طبقاتٍ من المواد واحدة تلو الأخرى حتى يتمَّ بناء الجسم بالكامل، وقد تمَّ استخدام هذه التقنية لعقودٍ من الزمن في صناعات السيارات، والفضاء، وغيرها.
ومع ذلك، لم تتمّ معرفة إمكانية استخدامها في إنشاءات الأبنية (Construction industry) إلا مؤخرًا، وتتمتع هذه التكنولوجيا بالقدرة على إحداث ثورةٍ في الطريقة التي تُصمَّم وتُبنى بها هياكل البناء، مما يجعل عملية البناء أسرع.
كيف يتمُّ استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في البناء؟
تُعرف أنظمة الطباعة ثلاثية الأبعاد التي تمّ إنشاؤها خصيصًا لمجال البناء باسم طابعات البناء ثلاثية الأبعاد (Construction 3D printers (C3DP)). يبدأ مشروع الطباعة ثلاثية الأبعاد (C3DP) عادةً بنموذجٍ رقمي (ملف حاسوبي) ثلاثي الأبعاد للهيكل الذي يجب إنشاؤه ثم يتمُّ تقسيم النموذج رقمياً إلى طبقات، ثم يقوم روبوت الطباعة أو آلة الطباعة (الشبيهة لمبدأ الرافعة الجسرية) باتباع المسار المُبرمج لوضع طبقة المادة.
وبمجرد اكتمال الطبقة الأولى تبدأ الطبقة التالية فوق الأولى، ويستمر البناء على هذا المبدأ حتى يتمّ اكتمال الهيكل، وتستخدم الخرسانة (Concrete)، أو المعدن، أو البوليمرات كمواد طباعة، وهذه الأيام يتمُّ فيها استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بالبناء لطباعة المنازل، والمكاتب، وغيرها من الهياكل.
بماذا تُفيد تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد شركات البناء؟
يمكن لصناعة البناء والتشييد الاستفادة من تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد بعدة طرق، وهي:
1- تسمح بتخصيص المكونات والأجزاء للمشروع المُحدّد، مما يوفر مرونةً أكبر في التصميم.
2- تُقلّل من هدر المواد، لأنها تستخدم الكمية اللازمة فقط من المواد لإنشاء الهيكل، ممّا يؤدي إلى تقليل التكاليف.
3- تحسين الأمن الصناعي، وسلامة العاملين، حيث تُقلّل عدد المهام الخطيرة التي يقوم بها العمال.
ومع أن رأس مال الاستثمار الأولي لإنشاء طابعة ثلاثية الأبعاد للبناء يمكن أن يكون كبيرًا، إلا أن مزاياها الأخرى تؤدي إلى توفير التكاليف مع الوقت. وبشكل عام فإن الفوائد المُحتملة للطباعة ثلاثية الأبعاد تجعلها تقنيةً واعدةً لصناعة التشييد والبناء.
ما هي قيود وتحدّيات استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال البناء؟
على الرغم من مزاياها العديدة، لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد تواجه العديد من القيود والتحديات في مجال البناء، وهي:
1- المواد المحدودة
تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال البناء حاليًا مجموعةً قليلةً من المواد، مثل: الخرسانة، والبلاستيك، والمواد المركبة، وهذا ما يحدُّ من أنواع الهياكل التي يمكن طباعتها.
2- محدودية الحجم
يُحدّد حجم الطابعة نفسها غالبًا حجم المنتج النهائي، وهذا ما يجعل طباعة المشاريع ذات المساحة الكبيرة صعباً، ويستغرق وقتًا طويلاً.
3- ضبط الجودة
يمكن أن يشكل ضمان جودة الهياكل المُصنّعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تحديًا، لأنه لا توجد إلى الآن معايير صناعية (ستاندرات Standards) أو قواعد (أكواد Codes) للبناء باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد.
4- تكاليف الاستثمار
يمكن أن تكون تكلفة تكنولوجيا ومواد الطباعة ثلاثية الأبعاد للبناء مرتفعةً، مما يجعل من الصعب تبرير استخدامها كبديلٍ لطرق البناء التقليدية.
5- الحاجة للعَمالة الماهرة
تتطلب الطباعة ثلاثية الأبعاد مهاراتٍ ومعارف خاصة، ليست متواجدةً حتى الآن عند عمال صناعة البناء والتشييد، أي لا يوجد عددٌ كافٍ من العمال الذين يمكنهم تشغيل وصيانة الطابعات ثلاثية الأبعاد في أماكن البناء. [1]
المراجع البحثية
1- Xometry, T. (2023a, May 18). 3D printing technology for construction. Retrieved November 10, 2023
