البناء يشير التشييد ثلاثي الأبعاد للطباعة (c3Dp) أو 3D Construction Printing (3DCP) إلى تقنيات متنوعة تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد كطريقة أساسية لتصنيع المباني أو مكونات الإنشاء. تستخدم مصطلحات بديلة أيضًا ، مثل تصنيع الإضافات على نطاق واسع (LSAM) ، أو الإنشاء الحر (FC) ، أيضًا للإشارة إلى المجموعات الفرعية ، مثل “الخرسانة ثلاثية الأبعاد” ، المستخدمة للإشارة إلى تقنيات البثق الخرسانية.

هناك مجموعة متنوعة من طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد المستخدمة في نطاق البناء ، وهذه تشمل الطرق الرئيسية التالية: البثق (الخرسانة / الأسمنت ، الشمع ، الرغوة ، البوليمرات) ، الترابط بالبودرة (رابطة البوليمر ، السلك التفاعلي ، التلبيد) واللحام الإضافي. سيكون للطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق البناء مجموعة واسعة من التطبيقات في القطاعات الخاصة والتجارية والصناعية والعامة. وتشمل المزايا المحتملة لهذه التقنيات البناء الأسرع ، وانخفاض تكاليف العمالة ، وزيادة التعقيد و / أو الدقة ، وزيادة تكامل الوظيفة وتقليل النفايات الناتجة.

وقد ثبت حتى الآن عدد من الأساليب المختلفة التي تشمل التصنيع داخل الموقع وخارج الموقع للمباني ومكونات البناء ، باستخدام الروبوتات الصناعية وأنظمة جسر الرافعة والمركبات المستقلة المربوطة. مظاهر البناء لقد اشتملت تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حتى الآن على تصنيع المساكن ومكونات البناء (الكسوة والألواح الهيكلية والأعمدة) والجسور والبنية التحتية المدنية والشعاب الاصطناعية والحماسات والمنحوتات.

وشهدت هذه التكنولوجيا زيادة كبيرة في شعبية في السنوات الأخيرة مع العديد من الشركات الجديدة ، بما في ذلك بعض دعمها من قبل الأسماء البارزة من صناعة البناء والأوساط الأكاديمية (جامعة بوردو). أدى ذلك إلى العديد من المعالم الهامة ، مثل أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد (Winsun) ، أول جسر مطبوع ثلاثي الأبعاد (D-Shape) ، وهو أول جزء مطبوع ثلاثي الأبعاد في مبنى عام (XtreeE) ، وهو أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد في أوروبا و CIS (Specavia) ، أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد في أوروبا تمت الموافقة عليه بالكامل من قبل السلطات (3DPrinthuset) ، ضمن أشياء أخرى كثيرة.

التاريخ

تقنيات البذر 1950 – 1995
تم تصميم البناء البنكي الآلي واستكشافه في الخمسينات من القرن الماضي ، وبدأ تطوير التقنية ذات الصلة حول الإنشاء الآلي في الستينيات ، مع رغاوي خرسانية وإيزوسيانيت. كان تطوير التصنيع الآلي للمباني بأكملها باستخدام تقنيات تشكيل الانزلاق والتجميع الآلي للمكونات ، مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد ، رائداً في اليابان لمعالجة مخاطر بناء المباني الشاهقة من قبل شيميزو وهيتاشي في الثمانينيات والتسعينيات. تعثرت العديد من هذه الأساليب المبكرة للأتمتة في الموقع بسبب “فقاعة” البناء ، وعدم قدرتها على الاستجابة لمعماريات جديدة ، ومشكلة التغذية وإعداد المواد إلى الموقع في المناطق المبنية.

التطورات المبكرة 1995 – 2000
منذ بدايات عام 1995 ، بدأت عمليات التطوير والبحث في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد. تم اختراع طريقتين ، أحدهما جوزيف بيغنا الذي كان يركز على تقنية تشكيل الرمل / الاسمنت التي تستخدم البخار لربط المادة بشكل انتقائي في الطبقات أو الأجزاء الصلبة ، على الرغم من أن هذه التقنية لم يثبت ابدا.

أما الأسلوب الثاني ، Contour Crafting by Behrohk Khoshnevis ، فقد بدأ في البداية كطريقة لبثق الخزف وتشكيله ، كبديل لتقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد للبوليمر والمعدن الباهر ، وتم تسجيل براءة اختراع في عام 1995. وقد أدرك خوشنيفز أن هذه التقنية يمكن أن تتجاوز هذه التقنيات حيث “تقتصر الطرق الحالية على تصنيع أبعاد جزئية يكون عمومًا أقل من متر واحد لكل بعد”. حوالي عام 2000 ، بدأ فريق Khoshnevis في USC Vertibi بالتركيز على حجم البناء ثلاثي الأبعاد من معاجين الإسمنت والسيراميك ، بما في ذلك استكشاف واستكشاف التكامل التلقائي للتعزيزات المعيارية ، والسباكة المدمجة والخدمات الكهربائية ، ضمن عملية بناء مستمرة واحدة. هذه التكنولوجيا تم اختبارها فقط على مقياس المختبر حتى الآن ومثيرة للجدل وزعم أنها شكلت الأساس للجهود الأخيرة في الصين.

الجيل الأول 2000 – 2010
في عام 2003 ، حصل روبيرت سوار على التمويل وشكل مجموعة البناء الحر في جامعة لوبورو ، المملكة المتحدة ، لاستكشاف إمكانات رفع مستوى تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الحالية لتطبيقات البناء. حدد العمل المبكر التحدي المتمثل في الوصول إلى أي تقارب واقعي للتكنولوجيا على نطاق البناء ، وأبرز أنه يمكن أن يكون هناك طرق في التطبيق من خلال زيادة قيمة عرض التصميم المتكامل (العديد من الوظائف ، أحد المكونات). في عام 2005 ، حصلت المجموعة على تمويل لبناء آلة طباعة ثلاثية الأبعاد كبيرة الحجم باستخدام مكونات “off the shelf” (ضخ الخرسانة ، وخراطيم الرش ، ونظام القنطرية) لاستكشاف مدى تعقيد هذه المكونات والوفاء بمتطلبات البناء بشكل واقعي.

في عام 2005 ، قام Enrico Dini ، إيطاليا ، بتسجيل براءة اختراع تقنية D-Shape ، باستخدام تقنية مسحوق / ربط مسحوق على نطاق واسع على مساحة حوالي 6m x 6m x 3m. تم تكييف هذه التقنية على الرغم من تطويرها في الأصل بنظام ربط راتنجات الايبوكسي لاحقًا لاستخدام عوامل الربط غير العضوية. وقد استخدمت هذه التكنولوجيا تجاريا لمجموعة من المشاريع في قطاع البناء وغيرها من القطاعات بما في ذلك.

ومن أحدث التطورات تطورات جسر ، وهو الأول من نوعه في العالم ، بالتعاون مع IaaC و Acciona.

في عام 2008 ، بدأت 3D Concrete Print في جامعة Loughborough بالمملكة المتحدة ، برئاسة ريتشارد بوسويل وزملائه لتوسيع نطاق البحث المسبق للمجموعات والبحث عن التطبيقات التجارية التي تنتقل من التكنولوجيا القائمة على القنابل إلى الروبوت الصناعي ، والتي نجحوا في ترخيص التقنية إلى سكانسكا في 2014.

الجيل الثاني من 2010 حتى الآن
في 18 يناير 2015 ، حصلت الشركة على مزيد من التغطية الصحفية مع إزاحة الستار عن مبنيين إضافيين ، فيلا على طراز القصر وبرج مكون من 5 طوابق ، باستخدام مكونات مطبوعة ثلاثية الأبعاد. ويشير الفحص التفصيلي للتصوير الفوتوغرافي إلى أن المباني ملفقة بمكونات مطبوعة مسبقة الصب وطباعة ثلاثية الأبعاد. تقف المباني كأول هياكل كاملة من نوعها ملفقة باستخدام تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد للبناء. في مايو 2016 ، تم افتتاح “مبنى إداري” جديد في دبي. المساحة التي تبلغ مساحتها 250 متر مربع (2700 قدم مربع) هو ما يطلق عليه مشروع متحف المستقبل في دبي أول مبنى مكتبي مطبوع ثلاثي الأبعاد في العالم. في عام 2017 ، تم الإعلان عن مشروع طموح لبناء ناطحة سحاب مطبوعة ثلاثية الأبعاد في الإمارات العربية المتحدة. سيساعد بناء Cazza في بناء البنية. في الوقت الحالي لا توجد تفاصيل محددة ، مثل ارتفاع المباني أو الموقع الدقيق.

FreeFAB Wax ™ ، اخترعها James B Gardiner و Steven Janssen في شركة Laing O’Rourke (شركة إنشاءات). وقد تم تطوير هذه التقنية الحاصلة على براءة اختراع منذ مارس 2013. تستخدم التقنية طباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع لطباعة كميات كبيرة من الشمع الهندسي (حتى 400 لتر / ساعة) لتصنيع قالب ثلاثي الأبعاد “سريع وقذر” للخرسانة سابقة الصب ، وألياف زجاجية مدعومة الخرسانة (GRC) وغيرها من المواد القابلة للرش / الصب. يتم بعد ذلك صب 5 قوالب من القالب بإزالة 5 مم من الشمع لإنشاء قالب عالي الجودة (حوالي 20 ميكرون من خشونة السطح). بعد الشفاء من المكوِّن ، يتم بعد ذلك طحن القالب أو صهره وتصفيته وإعادة استخدامه ، مما يقلل النفايات بشكل كبير مقارنة بتكنولوجيات القالب التقليدية. وتتمثل مزايا هذه التقنية في سرعة تصنيع القوالب ، وزيادة كفاءة الإنتاج ، وانخفاض العمالة والقضاء الفعلي على النفايات من خلال إعادة استخدام المواد للقوالب المخصّصة بالمقارنة مع تقنيات القوالب التقليدية.

تم إثبات النظام في الأصل عام 2014 باستخدام روبوت صناعي. تم تكييف النظام فيما بعد ليتكامل مع الرافعة العالية السرعة ذات 5 محاور لتحقيق التسامح العالي السرعة وتحمل الطحن السطحي المطلوب للنظام. تم تركيب أول نظام صناعي في مصنع Laing O’Rourke في المملكة المتحدة ومن المقرر أن يبدأ الإنتاج الصناعي لمشروع بارز في لندن في أواخر عام 2016.

وقد قام MX3D Metal الذي أسسه لوريس جارمان وفريقه بتطوير نظامين روبوتي ثلاثي الأبعاد من 6 محاور ، يستخدم الأول نظام لدن بالحرارة يتم بثه ، ولا سيما أن هذا النظام يسمح بتصنيع الخرز غير المستوي الحر. والثاني هو نظام يعتمد على اللحام الإضافي (اللحام البقعي بشكل أساسي على لحام البقعات السابقة) وقد تم تطوير تقنية اللحام المضافة من قبل مجموعات مختلفة في الماضي ، ولكن نظام MX3D المعدني هو الأكثر إنجازاً حتى الآن. تعمل MX3D حاليا نحو تصنيع وتركيب جسر معدني في أمستردام.

BetAbram هو عبارة عن طابعة بثق خرسانية ثلاثية الأبعاد مبنية على أساس قنطرية بسيطة تم تطويرها في سلوفينيا. هذا النظام متاح تجاريا ، ويقدم 3 نماذج (P3 و P2 و P1) للمستهلكين منذ عام 2013. أكبر P1 يمكنه طباعة الأشياء حتى 16m x 9m x 2.5m. إن طابعة 3D الخرسانية المخصصة بالكامل التي طورتها شركة Rudenko هي تقنية ترسيب للخرسانة المركبة في تكوين قنطرية متحركة ، يمتلك النظام إنتاج مشابه لـ Winsun وغيرها من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الخرسانية ، ومع ذلك فإنه يستخدم رافعة جسرية خفيفة الوزن. تم استخدام هذه التقنية لتصنيع نسخة مصغرة من القلعة الخلفية وغرفة في فندق في الفلبين

تم إطلاق أول إنتاج متسلسل للطابعات في العالم من قبل شركة SPECAVIA ، ومقرها في ياروسلافل (روسيا). في مايو 2015 ، طرحت الشركة أول نموذج لطابعة 3D للبناء وأعلنت عن بدء المبيعات. اعتبارًا من بداية عام 2018 ، تنتج مجموعة شركات “AMT-SPEСAVIA” 7 طرز من طابعات إنشاء المداخل: من الطابعات الصغيرة (لطبع الأشكال المعمارية الصغيرة) إلى طابعات كبيرة الحجم (لطابعات تصل إلى 3 طوابق). واليوم ، تعمل طابعات الإنشاءات ثلاثية الأبعاد للإنتاج الروسي تحت العلامة التجارية “AMT” في العديد من البلدان ، بما في ذلك ، في أغسطس 2017 ، تسليم أول طابعة للبناء إلى أوروبا – من أجل 3DPrinthuset (الدنمارك). تم استخدام هذه الطابعة في كوبنهاغن لإنشاء أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد في الاتحاد الأوروبي (مكتب – فندق تبلغ مساحته 50 مترًا مربعًا).

طورت XtreeE نظام طباعة متعدد المكونات ، مثبتًا على ذراع روبوتية مكونة من 6 محاور. بدأ المشروع في يوليو 2015 ، ويضم التعاون والاستثمارات من الأسماء القوية في صناعة البناء والتشييد ، مثل سانت جوبان وفينشي ولوفارجيولسيم.

كما دخلت شركة 3DPrinthuset ، وهي شركة ناشئة دنماركية داعمة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، في فرع الإنشاء بطابعها الخاص في أكتوبر 2017. بالتعاون مع الأسماء القوية في المنطقة الاسكندنافية ، مثل NCC و Force Technology ، اكتسبت شركة spin-off بسرعة الجر عن طريق بناء أول منزل 3DPrinted في أوروبا. مشروع بناء على الطلب (BOD) ، كما يسمى الهيكل ، هو فندق مكتب صغير في كوبنهاغن ، منطقة Nordhavn ، مع الجدران وجزء من المؤسسة مطبوع بالكامل ، في حين أن بقية البناء مصنوع في البناء التقليدي. اعتبارًا من نوفمبر 2017 ، يكون المبنى في المرحلة النهائية من تطبيق التركيبات والسقوف ، بينما تم الانتهاء من جميع الأجزاء ثلاثية الأبعاد بالكامل.

التصميم
قام المهندس المعماري جيمس بروس غاردينر بتصميم التصميم المعماري للطباعة ثلاثية الأبعاد للإنشاءات من خلال مشروعين. أول برج فريجف 2004 والثاني فيلا روشيا 2009-2010. استند برج FreeFAB على المفهوم الأصلي للجمع بين شكل هجين من الطباعة ثلاثية الأبعاد البناء مع وحدات البناء. كان هذا هو أول تصميم معماري لمبنى يركز على استخدام التشييد ثلاثي الأبعاد للطباعة. يمكن رؤية التأثيرات في العديد من التصاميم التي استخدمها Winsun ، بما في ذلك المقالات على البيان الصحفي الأصلي لـ Winsun ومكتب المستقبل. كما يصور مشروع FreeFAB Tower أول استخدام مضارٍ للأسلحة الآلية متعددة المحاور في الإنشاءات ثلاثية الأبعاد ، واستخدام مثل هذه الآلات نمت في مجال البناء بشكل مطرد في السنوات الأخيرة مع مشاريع من قبل MX3D و فرع التكنولوجيا

أخذت فيلا Roccia 2009-2010 هذه الخطوة الرائدة خطوة إلى الأمام مع تصميم فيلا في بورتو روتوندو ، سردينيا ، إيطاليا بالتعاون مع D-Shape. ركز تصميم الفيلا على تطوير لغة معمارية خاصة بالموقع متأثرة بالتشكيلات الصخرية على الموقع وعلى طول ساحل سردينيا ، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا استخدام عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد الجاهزة. ذهب المشروع من خلال النماذج الأولية ولم تشرع في البناء الكامل.

قام فرانسيوس روش (R & Sie) بتطوير مشروع المعرض والدراسة “سمعت عنه” في عام 2005 والتي استكشفت استخدام ثعبان ذاتي الدفع للغاية مثل جهاز الطباعة ثلاثية الأبعاد الذاتي ونظام التصميم التوليدي لإنشاء أبراج سكنية عالية الارتفاع. أظهر المشروع على الرغم من أنه من المستحيل تطبيقه مع التكنولوجيا الحالية أو المعاصرة استكشاف عميق لمستقبل التصميم والبناء. عرض المعرض على نطاق واسع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي طحن الرغوة وتقديم لخلق المغلفات بناء حرة الشكل المتوخاة.

المخطط للهندسة المعمارية للهندسة المعمارية المهندس المعماري الهولندي جانجاب رويسنسارز تم التخطيط لبناءه بطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال شراكة مع شركات هولندية. كان من المخطط بناء المنزل في نهاية عام 2014 ، لكن لم يتم الوفاء بهذا الموعد النهائي. وقالت الشركات أنها لا تزال ملتزمة بالمشروع.

تم بناء المبنى عند الطلب ، أو BOD ، وهو فندق صغير للمكاتب ثلاثية الأبعاد مطبوع بواسطة 3D Printhuset وتصميمه من قبل المهندس المعماري Ana Goidea ، على جدران منحنية وأثر رجعي على سطحه ، لعرض حرية التصميم التي تسمح بها الطباعة ثلاثية الأبعاد في المستوى الأفقي.

الهياكل

المباني المطبوعة 3D
كان مشروع 3D Print Canal House أول مشروع إنشائي كامل من نوعه ينطلق من الأرض. في غضون فترة زمنية قصيرة ، تم تطوير جهاز Kamermaker لزيادة سرعة إنتاجه بنسبة 300٪. ومع ذلك ، لم يكن التقدم سريعًا بما فيه الكفاية للمطالبة بعنوان “أول مطبوعات ثلاثية الأبعاد في العالم”.

كان أول مبنى سكني في أوروبا ورابطة الدول المستقلة ، تم إنشاؤه باستخدام تكنولوجيا بناء الطباعة ثلاثية الأبعاد ، هو المنزل في ياروسلافل (روسيا) بمساحة 298،5 متر مربع. وطُبعت جدران المبنى من قبل شركة SPECAVIA في ديسمبر 2015. وطبعت 600 عنصر من الجدران في المتجر وتم تجميعها في موقع البناء. بعد الانتهاء من بناء السقف والديكور الداخلي ، قدمت الشركة مبنى ثلاثي الأبعاد بالكامل في أكتوبر عام 2017. وتكمن خصوصية هذا المشروع في أنه للمرة الأولى في العالم تم تمرير الدورة التقنية الكاملة للبناء: التصميم ، والحصول على مبنى تصريح ، وتسجيل المبنى ، وربط جميع النظم الهندسية. ميزة هامة للمنزل ثلاثي الأبعاد في ياروسلافل ، والتي تميز هذا المشروع أيضًا عن غيرها من المشاريع المنفذة – وهذا ليس بنية عرض ، بل مبنى سكني متكامل. اليوم هو موطن عائلة عادية حقيقية.

بدأت مشاريع التوضيحات الهولندية والصينية ببناء مباني مطبعية ثلاثية الأبعاد في الصين ودبي وهولندا. استخدام الجهد المبذول لتثقيف الجمهور بإمكانيات تكنولوجيا المباني القائمة على النباتات الجديدة وتحفيز المزيد من الابتكار في الطباعة ثلاثية الأبعاد للمباني السكنية. تم طبع منزل صغير من الخرسانة ثلاثية الأبعاد في عام 2017.

يعد المبنى بناء على الطلب (BOD) ، أول مطبوعات ثلاثية الأبعاد في أوروبا ، وهو مشروع بقيادة 3DPrinthuset لفائدة مكتب مطبوع ثلاثي الأبعاد صغير في كوبنهاغن ، منطقة نوردهافن. اعتبارًا من نوفمبر 2017 ، يكون المبنى في المرحلة النهائية من تطبيق التركيبات والسقوف ، بينما تم الانتهاء من جميع الأجزاء ثلاثية الأبعاد بالكامل. المبنى هو أيضا أول مبنى دائم مطبوع ثلاثي الأبعاد ، مع جميع التصاريح المعمول بها والموافقة عليها بالكامل من قبل السلطات.

3D الجسور المطبوعة
في إسبانيا ، تم افتتاح أول جسر للمشاة بطبع ثلاثي الأبعاد في العالم (3DBRIDGE) في الرابع عشر من ديسمبر عام 2016 في حديقة Castilla-La Mancha الحضرية في ألكوبينداس في مدريد. تم تطوير تقنية 3DBUILD المستخدمة من قبل ACCIONA ، التي كانت مسؤولة عن التصميم الهيكلي ، تطوير المواد وتصنيع العناصر المطبوعة ثلاثية الأبعاد. يبلغ طول الجسر 12 متراً وعرضه 1.75 متراً ويطبع بخرسانة صغيرة. تم تنفيذ التصميم المعماري من قبل معهد الهندسة المعمارية المتقدمة في كاتالونيا (IAAC).

تم تصنيع الطابعة ثلاثية الأبعاد المستخدمة لبناء جسر المشاة بواسطة D-Shape. يعكس الجسر المطبوع ثلاثي الأبعاد تعقيدات أشكال الطبيعة وتم تطويره من خلال التصميم البارامتراني والتصميم الحسابي ، والذي يسمح بتحسين توزيع المواد ويسمح بتعظيم الأداء الهيكلي ، بحيث يكون قادرًا على التخلص من المواد فقط في الأماكن التي تحتاج إليها ، مع مجموع حرية الاستمارات. كان جسر المشاة ثلاثي الأبعاد في Alcobendas يمثل علامة بارزة لقطاع البناء على المستوى الدولي ، حيث تم تطبيق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع في هذا المشروع لأول مرة في مجال الهندسة المدنية في مكان عام.

الهياكل المطبوعة خارج الأرض
تم اقتراح طباعة المباني كتقنية مفيدة بشكل خاص لبناء موائل من الأرض ، مثل الموائل على القمر أو المريخ. اعتبارا من عام 2013 ، كانت وكالة الفضاء الأوروبية تعمل مع شركة Foster + Partners ومقرها لندن لفحص إمكانات طباعة القواعد القمرية باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد العادية. واقترحت الشركة المعمارية تقنية طابعات ثلاثية الأبعاد لبناء المباني في كانون الثاني / يناير 2013 تستخدم مواد خام ريجوليت القمرية لإنتاج هياكل بناء على سطح القمر أثناء استخدام موائل للنفخ المغلقة لإسكان شاغلي البشر داخل هياكل القمر المطبوعة الصلبة. وعموما ، فإن هذه الموائل تتطلب فقط 10 في المئة من الكتلة الهيكلية التي يتم نقلها من الأرض ، في حين تستخدم المواد القمرية المحلية لل 90 في المئة الأخرى من كتلة البناء.

وستكون الهياكل على شكل قبة عبارة عن شكل سلسال يتحمل الوزن ، مع الدعم الهيكلي الذي تقدمه بنية خلية مغلقة ، تذكرنا بعظام الطيور. في هذا المفهوم ، ستوفر التربة القمرية “المطبوعة” كل من “عزل الإشعاع والحرارة” للمقيمين على القمر. وتمزج تكنولوجيا البناء بين المواد القمرية وأكسيد المغنيسيوم الذي سيحول “القمر إلى لب يمكن رشه لتشكيل الكتلة” عند تطبيق ملح ملزم “يحول هذه المادة إلى مادة صلبة تشبه الأحجار”. ومن المتوقع أيضا نوع من الخرسانة الكبريت.

تم الانتهاء من اختبارات الطباعة ثلاثية الأبعاد للهيكل المعماري مع المواد القمرية المحاكية ، وذلك باستخدام غرفة تفريغ كبيرة في مختبر للأرض. تتضمن التقنية حقن سائل الربط تحت سطح الريجول مع فوهة طابعة ثلاثية الأبعاد ، والتي في الاختبارات التي تقع في القطر تحت قياسات 2 مليمتر (0.079 بوصة) تحت السطح عبر القوى الشعرية. كانت الطابعة المستخدمة هي D-Shape.

تم تصميم مجموعة متنوعة من عناصر البنية التحتية للقمر للطباعة الهيكلية ثلاثية الأبعاد ، بما في ذلك منصات الهبوط وجدران الحماية من الانفجارات والطرق والحظائر وتخزين الوقود. في أوائل عام 2014 ، قامت ناسا بتمويل دراسة صغيرة في جامعة جنوب كاليفورنيا لمزيد من التطوير

تقنية الطباعة Contour Crafting 3D. وتشمل التطبيقات المحتملة لهذه التقنية بناء هياكل القمر لمادة يمكن أن تتكون من ما يصل إلى 90٪ من المواد القمرية مع 10٪ فقط من المواد التي تتطلب النقل من الأرض.

كما تبحث وكالة ناسا عن تقنية مختلفة تنطوي على تلبيد الغبار القمري باستخدام طاقة الميكروويف منخفضة الطاقة (1500 واط). سيتم ربط المادة القمرية بالتسخين إلى 1،200 إلى 1500 درجة مئوية (2،190 إلى 2،730 درجة فهرنهايت) ، إلى حد ما أسفل نقطة الانصهار ، من أجل دمج الغبار النانوي في كتلة صلبة تشبه السيراميك ، ولا تتطلب نقل مادة رابطة من الأرض كما هو مطلوب من قبل Foster + Partners ، صياغة المحيطات ، ونماذج D- الشكل لطباعة المبنى خارج الأرض. خطة واحدة مقترحة لبناء قاعدة قمرية باستخدام هذه التقنية ستسمى SinterHab ، وستستعمل روبوت ATLETE ذو الدفع الرباعي JPL الذي يعمل بنظام الدفع النفاث (JPL) لبناء هياكل القمر بشكل مستقل.

سرعة البناء
تم تقديم مطالبات من قبل Behrokh Khoshnevis منذ عام 2006 من أجل الطباعة ثلاثية الأبعاد للمنزل في يوم واحد ، مع المزيد من الادعاءات لإكمال المبنى بشكل افتراضي خلال 20 ساعة تقريبًا من وقت “الطابعة”. بحلول كانون الثاني / يناير 2013 ، طبعت نسخ العمل من تكنولوجيا بناء الطباعة ثلاثية الأبعاد 2 متر (6 قدم 7 بوصة) من مواد البناء في الساعة ، مع طابعات متتالية من الطابعات المقترحة لتكون قادرة على 3.5 متر (11 قدمًا) في الساعة ، كافية لإكمال المبنى في غضون أسبوع.

قامت شركة WinSun الصينية ببناء العديد من المنازل باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد الكبيرة باستخدام خليط من الأسمنت سريع التجفيف والمواد الخام المعاد تدويرها. ﻗﺎﻣت Winsun ﺑﺑﻧﺎء ﻋﺷرة ﻣﻧﺎزل ﺗظﺎھرﯾﺔ ﻟﯾﺗم ﺑﻧﺎﺋﮭﺎ ﺧﻼل 24 ﺳﺎﻋﺔ ، ﮐل ﻣﻧﮭﺎ ﯾﺑﻟﻎ 5000 دوﻻر أﻣرﯾﮐﻲ (ھﯾﮐل ﻟﯾس ﺑﻣﺎ ﻓﻲ ذﻟك ، اﻟﻣواﺻﻔﺎت ، اﻟﺧدﻣﺎت ، اﻷﺑواب / اﻟﻧواﻓذ واﻟﻣﻼﺑس). ومع ذلك ، يدعي الدكتور بهروخ خوشنيفيس ، أحد رواد الطباعة ثلاثية الأبعاد ، أن هذا كان مزيفًا وأن WinSun قد سرق ملكية فكرية خاصة به.

البحوث والمعرفة العامة

هناك العديد من المشاريع البحثية التي تتعامل مع الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنشاءات ، مثل مشروع الطباعة ثلاثية الأبعاد (3DCP) في جامعة إيندهوفن للتكنولوجيا ، أو المشاريع المختلفة في معهد العمارة المتقدمة في كاتالونيا (Pylos ، Mataerial ، و Minibuilders). تتوسع قائمة المشاريع البحثية بشكل أكبر خلال العامين الماضيين ، وذلك بفضل الاهتمام المتزايد بهذا المجال.

أحدث الأبحاث
تركز غالبية المشروعات على البحث في الجوانب المادية وراء هذه التكنولوجيا ، مثل تكنولوجيا الطباعة وتكنولوجيا المواد والقضايا المختلفة.

المتعلقة بها. قاد برنامج 3DPrinthuset مؤخرًا بحثًا موجهًا أكثر نحو استكشاف الحالة الراهنة للتكنولوجيا في جميع أنحاء العالم ، من خلال زيارة أكثر من 35 مشروعًا مختلفًا متعلقًا بطباعة الإنشاءات ثلاثية الأبعاد. بالنسبة لكل مشروع ، تم إصدار تقرير بحثي ، واستخدمت البيانات المجمعة لتوحيد جميع التقنيات المختلفة في المحاولة الأولى في التصنيف الموحد والمصطلحات. وقد قام الباحثون في جامعة بوردو بدور رائد في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعروفة باسم الكتابة بالحبر المباشر لتصنيع مواد أساسها الأسمنت المعماري لأول مرة. وقد أظهروا استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والتصاميم المستوحاة من المستخلصات الحيوية من المواد التي أساسها الأسمنت أمرًا ممكنًا ، كما يمكن تحقيق خصائص أداء جديدة مثل التسامح مع الخلل والامتثال.

مؤتمر الطباعة ثلاثية الأبعاد الأول
إلى جانب البحث ، نظمت 3DPrinthuset مؤتمرين دوليين حول طباعة 3D الإنشاء (فبراير ونوفمبر 2017 على التوالي) ، بهدف جمع أقوى الأسماء في هذه الصناعة الناشئة لمناقشة الإمكانيات والتحديات التي تنتظرنا. المؤتمرات كانت الأولى من نوعها ، وقد جمعت أسماء مثل D-Shape ، Contour Crafting ، Cybe Construction ، أبحاث 3DCP في Eindhoven ، Winsun ، وغيرها الكثير. على طول أخصائيي الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال الإنشاءات ، كان هناك حضور قوي من اللاعبين الأساسيين في صناعة البناء التقليدية للمرة الأولى ، مع أسماء مثل Sika AG ، و Vinci ، و Royal BAM Group ، و NCC ، وغيرها. ظهرت فكرة عامة بأن مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد للبناء يحتاج إلى منصة أكثر تكاملاً حيث يمكن مشاركة ومناقشة الأفكار والتطبيقات والقضايا والتحديات.

الاهتمام الإعلامي
على الرغم من أن الخطوات الأولى قد تم إجراؤها منذ ما يقرب من ثلاثة عقود مضت ، إلا أن الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنشاءات واجهت صعوبات في الوصول لسنوات. كانت التقنيات الأولى التي تحظى ببعض الاهتمام الإعلامي هي كونتور كرافتينغ و د-شيب ، مع عدد قليل من المقالات المتفرقة في 2008-2012 وتقرير تلفزيوني لعام 2012. كما ظهر فيلم D-Shape في فيلم وثائقي مستقل مخصص لمبدعه Enrico Dini ، يدعى “الرجل الذي يطبع المنازل”.

شوهد اختراق مهم [عندما؟] مع الإعلان عن أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد ، باستخدام مكونات مطبوعة ثلاثية الأبعاد مسبقة الصنع من Winsun ، والتي ادعت أنها قادرة على طباعة 10 منازل في يوم واحد باستخدام التكنولوجيا الخاصة بها. على الرغم من أن المطالبات لم يتم تأكيدها بعد ، فقد خلقت القصة قوة جذب كبيرة واهتمامًا متزايدًا في هذا المجال. في غضون أشهر ، بدأت العديد من الشركات الجديدة في الظهور. أدى هذا إلى العديد من المساعي الجديدة التي وصلت إلى وسائل الإعلام ، مثل ، في عام 2017 ، أول جسر للمشاة 3D وطابع الجسر الأول للدراجات ثلاثية الأبعاد ، بالإضافة إلى عنصر هيكلي مبكّر صنع مع الطباعة ثلاثية الأبعاد في عام 2016 ، ضمن أشياء أخرى كثيرة.

في الآونة الأخيرة ، اكتسبت 3DPrinthuset اهتمامًا واسعًا من وسائل الإعلام في أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد ، وهو الأول من نوعه في أوروبا. وقد وضع المشروع سابقة هامة لكونه أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد مع تصريح بناء وتوثيق ، وموافقة كاملة من سلطات المدينة ، وهو معلم حاسم للقبول على نطاق أوسع في مجال البناء. اكتسبت القصة تغطية واسعة ، سواء على وسائل الإعلام الوطنية والدولية ، تظهر على شاشة التلفزيون في الدنمارك وروسيا وبولندا وليتوانيا ، من بين أشياء أخرى كثيرة.