پرینتر سه‌بعدی خانه‌ساز

این روزها مدام اخباری در مورد کاربردهای جدید پرینترهای سه‌بعدی به گوش می‌رسد. بیشتر این پرینترها معمولا برای ساخت اجسامی با ابعاد به نسبت کوچک به کار می‌رود.

کد خبر: ۶۲۴۵۶۸

اما شاید انتظار مشاهده پرینتری سه‌بعدی که‌‌ شیئی به بزرگی یک خانه را ‌ظرف تنها 24 ساعت بسازد، اندکی دشوار باشد.‌ بد نیست بدانید که گروهی از دانشمندان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی در حال انجام آزمایش برای معرفی این پرینتر سه‌بعدی غول‌پیکر به دنیای ساخت و ساز هستند.

این پرینتر در اصل از سوی یک استاد ایرانی‌تبار دانشگاه طراحی و ساخته شده است. هدف پروفسور «بهرخ خوشنویس» از طراحی این وسیله - که در اصل یک ربات بتون‌ریز هوشمند است- جایگزینی نیروی کار انسانی برای ساخت سازه‌های مختلف بتونی است. این ربات می‌تواند با استفاده از برنامه رایانه‌ای ویژه و نیز طرحی که به آن داده می‌شود، ساختار اصلی ساختمان را ایجاد کند. این شیوه جدید از ساختمان‌سازی که شاید بتواند تحولی اساسی در این حوزه از صنعت ایجاد کند، «ساخت حدفاصل» یا Contour Crafting نامگذاری شده است.

آیا این روش مقرون به‌صرفه است؟

این شیوه نوین از ساختمان‌سازی سبب کاهش چشمگیر هزینه‌های ساخت شده و به این ترتیب می‌توان روند ساخت مسکن برای اقشار کم‌درآمد را شتاب بخشید. همچنین در مناطق بحران‌زده که نیاز فوری به محل اسکان وجود دارد ‌می‌توان از این شیوه برای کمک‌رسانی سریع استفاده کرد. برای نمونه در مناطق زلزله‌زده‌ای که خانه‌های مردم در آن ویران شده می‌توان در مدت کوتاهی خانه‌های جدید ساخت.

همچنین در مناطق روستایی یا دورافتاده که در آنها کیفیت ساخت خانه‌ها بسیار پایین است ‌می‌توان از این شیوه برای ساخت سازه‌هایی پایدار و استاندارد بهره گرفت. اکنون جمعیتی بالغ بر یک میلیارد نفر در سراسر دنیا در خانه‌هایی غیراستاندارد زندگی می‌کنند که در صورت بروز بلایای طبیعی نظیر سیل یا زلزله، در معرض آسیب‌های شدید قرار دارند. با استفاده از فناوری «ساخت حدفاصل» می‌توان راه‌حلی جدی و مطمئن برای این مشکل بزرگ یافت.

دکتر خوشنویس با اشاره به یک نکته جالب می‌گوید: «امروزه بیشتر وسایلی که در زندگی مورد استفاده قرار می‌دهیم به شکل خودکار و بدون دخالت دست ساخته می‌شود. کفش، لباس، لوازم خانگی و خودرو، تنها نمونه‌هایی از این وسایل هستند، اما عجیب است که ‌ برای ساخت خانه هنوز هم از دخالت مستقیم نیروی انسانی بهره می‌بریم.»

شیوه‌ «ساخت حدفاصل» ‌چگونه‌ عمل می‌کند‌

در این شیوه یک ربات خودکار جایگزین بیشتر ابزارآلاتی می‌شود که به‌صورت معمول از سوی کارگران ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ابتدا روی قطعه زمینی که از پیش هموار شده‌، دو قطعه ریل با فاصله اندکی بیشتر از طول خانه به صورت موازی در برابر هم قرار می‌گیرند؛ سپس یک جرثقیل مجهز به یک دهانه بتون‌ریز و نیز یک بازوی ویژه برای قراردهی قطعات در جای خود روی ریل سوار می‌شود. دهانه بتون‌ریز ابتدا لایه‌هایی از دیواره بتونی را ایجاد می‌کند. به این ترتیب در اطراف خانه و نیز بخش‌های مختلف درون آن، دیواره‌هایی درون‌تهی ایجاد می‌شود. در مراحل بعدی، درون این دیواره تهی نیز دوباره بتون‌ریزی می‌شود و به‌این‌ترتیب دیوارهایی مستحکم برای خانه شکل می‌گیرد. البته در مراحل بعدی کارگران به صورت دستی به نصب در و پنجره‌ها می‌پردازند.

به این ترتیب نه‌تنها می‌توان ساختمانی را با هزینه‌ای کمتر از شیوه‌های معمول ایجاد کرد، بلکه حتی می‌توان مجموعه‌ ساختمان‌های کنار هم را با صرف زمان و هزینه کمتر و البته انعطاف بیشتر از نظر معماری بنا کرد.

خانه‌های ساخته شده با این شیوه از ساختار قدرتمندتری نسبت به خانه‌های بنا شده با شیوه‌های مرسوم برخوردارند. آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد دیوار ایجاد شده در این روش می‌تواند فشار خیلی زیادی حدود سه برابر سازه‌های معمولی را تحمل کند.

ظاهر یکسان خانه های چاپ شده؟‌

یکی از مشکلات احتمالی‌این فناوری جدید شاید در نگاه اول، یکی بودن نما و ساختار همه ساختمان‌های ایجاد شده است. یکی از ایراداتی که به ساختمان‌های حومه شهری ساخته شده در سال‌های 1950 در بسیاری از کشورهای دنیا گرفته می‌شود، همین یکی‌بودن نماها و نبود تنوع و هیجان در ظاهر آنهاست. با این‌که این ساختمان‌ها از ساختار مستحکمی برخوردار بودند، اما ‌از نظر رهگذران و ساکنان محله کسل‌کننده و بی‌روح تلقی می‌شدند.

‌به نظر می‌رسد که فناوری ساختمان‌سازی با استفاده از ربات با چنین مشکلی روبه‌رو نشود. از آنجا که برای ساخت هر خانه باید نقشه مشخصی به رایانه داد، کافی است تغییرات مورد نظر در نما یا اندازه و شکل ساختمان به آن داده شود تا سازه‌ای با مشخصات دلخواه ساخته شود.

‌ از آنجا که بسیاری از جزئیات به صورت خودکار و براساس نقشه داده شده به دستگاه ساخته می‌شود، حتی شاید بتوانیم شاهد تحولی شگرف در معماری هم باشیم، زیرا ساخت بسیاری از جزئیاتی که از سوی نیروی انسانی دشوار یا حتی غیر ممکن است به‌وسیله ربات امکان‌پذیر خواهد بود. به این ترتیب هر خانواده می‌تواند به خانه‌ای با مشخصات دلخواه ‌دست یابد.

آیا نیازی به کارگران ساختمانی نخواهد بود؟

امروزه بیشتر صنایع از ماشین‌آلات خودکار برای ساخت محصولات خود بهره می‌برند، اما صنعت ساخت و ساز جزو معدود حوزه‌هایی است که در آن کار اصلی هنوز به‌عهده کارگران و تکنیسین‌های ساختمانی است. حدود 110 میلیون نفر در سراسر دنیا به کار ساختمانی مشغول هستند که بیشتر آنها جزو طبقات پایین جامعه محسوب می‌شوند. به‌کارگیری گسترده فناوری ساخت خودکار ساختمان می‌تواند به بیکاری این جمعیت گسترده بینجامد. حال سوال این است که «آیا استفاده از این فناوری نوین به طور کلی کار درستی محسوب می‌شود؟»

با اندکی تامل در پیشینه صنایعی که به سمت اتوماسیون حرکت کردند، پاسخ‌دهی به این پرسش چندان ‌دشوار نیست. درست است که‌ فناوری جدید سبب حذف برخی مشاغل مرتبط با ساختمان‌سازی می‌شود، اما در عین حال می‌تواند فرصت‌های شغلی جدیدی را نیز در این حوزه به‌وجود آورد. سال 1900 میلادی حدود 62 درصد از جمعیت ایالات متحده به کشاورزی مشغول بودند، حال آن‌که این میزان امروز به کمتر از 1.5 درصد رسیده است. عین همین حالت ممکن است برای ساخت و ساز روی دهد.

شکی نیست که مشاغل مرتبط به صنعت ساخت و ساز از خطرناک‌ترین مشاغل موجود در دنیاست. هر ساله ده هزار کارگر ساختمانی جان خود را حین کار از دست می‌دهند و به این ترتیب این دسته از مشاغل از نظر امنیت حتی در رتبه‌ای پایین‌تر از کار در معدن قرار می‌گیرند. در واقع ساخت خودکار ساختمان می‌تواند شیوه‌ای کارآمد برای کاهش چشمگیر در تلفات و آسیب به نیروی کار انسانی محسوب شود.

از زمین تا ماه

طرح ساخت خودکار سازه مورد توجه ناسا هم قرار گرفته و این سازمان به سرمایه‌گذاری روی بخشی از این طرح برای ساخت سازه‌هایی روی سطح ماه روی آورده است. همچنین دانشگاه کالیفرنیای جنوبی ‌در حال انجام آزمایش‌های علمی دقیق برای تعیین تمام ویژگی‌های این شیوه ‌ساخت و ساز است.

اما چه وقت این شیوه به‌صورت انبوه مورد استفاده قرار خواهد گرفت؟ پاسخ این پرسش زیاد مشخص نیست، اما از نظر دکتر خوشنویس شاید این مدت چندان هم به درازا نینجامد. او می‌گوید «این فناوری مانند سنگ بزرگی بالای کوه است که می‌خواهیم آن را به سمت پایین هل دهیم. فکر می‌کنم با اندکی فشار بیشتر بتوانیم آن را تکان د‌هیم. آن‌گاه خودش به حرکت ادامه خواهد داد.»