ทั่วไป

สิ่งปลูกสร้างที่พิมพ์ 3 มิติที่ทะเยอทะยานที่สุดในโลก


การพิมพ์ 3 มิติมีมาตั้งแต่ทศวรรษ 1980 แต่โดยเฉลี่ยแล้วโจเริ่มมีความสำคัญในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเท่านั้น ผู้คนทั่วโลกได้ขยายขอบเขตการใช้งานมากขึ้น ตั้งแต่อาหารไปจนถึงขาเทียมไปจนถึงอวัยวะที่แท้จริงของมนุษย์และอื่น ๆ อีกมากมายเทคโนโลยีนี้ไม่เพียงปฏิวัติการผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงชีวิตอีกด้วย นักวิจัยและ บริษัท จำนวนมากทั่วโลกพยายามสร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ ในพื้นที่นี้ด้วยการพัฒนาเครื่องพิมพ์ราคาไม่แพงและกะทัดรัดสำหรับการใช้งานของผู้บริโภค

ในขณะที่การพิมพ์ 3 มิติเป็นเทคนิคการผลิตกำลังตั้งรกรากอยู่ทั่วโลกของเราความก้าวหน้าที่น่าสนใจที่สุดบางประการกำลังเกิดขึ้นในขอบเขตของการก่อสร้าง นี่เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากอุตสาหกรรมการก่อสร้างแบบดั้งเดิมไม่ว่องไวมากนักและมีแนวโน้มที่จะมีต้นทุนและความต้องการแรงงานสูง และถ้าลองคิดดูก็ยังไม่มีนวัตกรรมสำคัญใด ๆ ในการก่อสร้างแบบดั้งเดิมนับตั้งแต่ยุคอุตสาหกรรมเริ่มต้นขึ้น สิ่งที่เราเห็นเป็นเพียงการปรับปรุงที่เพิ่มขึ้นซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่เรายังไม่ประสบความสำเร็จอย่างแน่นอน

ดังนั้นอาคารที่พิมพ์ 3 มิติจึงเป็นสิ่งที่มาจากสวรรค์ในด้านความสามารถในการเป็นระบบนิเวศประหยัดปรับตัวได้และแบบลีน (ในแง่ของระยะเวลาและความต้องการแรงงาน) นี่คืออาคารและโครงสร้างที่พิมพ์ 3 มิติที่ทะเยอทะยานและบุกเบิกที่สุดในโลก:

จินตนาการออกแบบและพิมพ์: โครงการสำเร็จรูป

Urban Cabin: Minimalism ทำได้ถูกต้อง

เว็บไซต์ของ บริษัท ที่อยู่เบื้องหลังโครงการนี้ DUS Architects ซึ่งตั้งอยู่ที่เมืองอัมสเตอร์ดัมอธิบายถึง Urban Cabin ว่า:

Urban Cabin 3D Printed จะคิดใหม่ถึงความใกล้ชิดและพื้นที่ส่วนบุคคลภายในเมือง การแทรกที่แม่นยำเปลี่ยนพื้นที่อุตสาหกรรมเดิมจากที่ว่างเปล่ากว้างใหญ่ให้กลายเป็นสถานที่พักผ่อนเพื่อหลีกหนีความรวดเร็วในชีวิตประจำวันและเพลิดเพลินไปกับฤดูร้อนริมน้ำและพระอาทิตย์ตกกับเพื่อน ๆ หรือด้วยตัวเอง

[ที่มาของภาพ: สถาปนิก DUS]

DUS ซึ่งเป็น บริษัท ระหว่างประเทศมีชื่อเสียงในด้านสถาปัตยกรรมที่เป็นเอกลักษณ์โดยใช้นวัตกรรมทางเทคโนโลยีและโครงการที่สามารถสร้างผลกระทบเชิงบวกต่อโลกใบนี้ การออกแบบของพวกเขาพยายามที่จะสร้างความหรูหราอย่างยั่งยืนซึ่งจะเจือจางพรมแดนระหว่างภายในอาคารและภายนอก มันมาพร้อมกับอ่างอาบน้ำกลางแจ้งและมีความหมายว่าเป็นสถานที่พักผ่อนหรือพักผ่อนมากกว่าพื้นที่อยู่อาศัยเต็มเวลา

Apis Cor Stupino Home: การก่อสร้างค้างคืนตามตัวอักษร

การก่อสร้างบ้านเดี่ยวชั้นเดียวขนาด 38 ตารางเมตร (409 ตารางฟุต) เกิดขึ้นที่ศูนย์ทดสอบ Apis Cor ของ บริษัท ในซานฟรานซิสโกในเมือง Stupino กรุงมอสโก การพิมพ์ผนังกั้นเองพาร์ติชันและซองอาคารเสร็จเรียบร้อยแล้ว น้อยกว่า 24 ชั่วโมง. หลังจากสร้างโครงสร้างผนังเสร็จเรียบร้อยแล้วเครื่องพิมพ์จะถูกนำออกจากอาคารด้วยเครนบังคับ Apis Cor เป็น บริษัท แรกที่พัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับการก่อสร้างแบบพกพาที่ช่วยให้สามารถผลิตสิ่งปลูกสร้างที่พิมพ์ 3 มิติในสถานที่ได้อย่างสมบูรณ์ เส้นเวลาที่รวดเร็วที่เห็นได้ชัดเช่นนี้สำหรับการก่อสร้างอาจมีประโยชน์อย่างมากในสถานการณ์ที่ภัยพิบัติตามธรรมชาติหรือความผิดปกติทางการเมืองบังคับให้ผู้คนถูกถอนออกจากบ้าน

สำนักงานพิมพ์ 3 มิติของดูไบ: การปฏิวัติไม่เพียงการดำรงชีวิต

[ที่มาของภาพ: รัฐบาลดูไบ]

สำนักงานแห่งนวัตกรรมและยุคใหม่แห่งนี้สร้างขึ้นเมื่อประมาณหนึ่งปีที่แล้วโดยใช้ส่วนผสมของปูนซีเมนต์และชุดวัสดุก่อสร้างที่ออกแบบและผลิตในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์และสหรัฐอเมริกา อาคารสำนักงานเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การพิมพ์ 3 มิติของดูไบซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีเพื่อการบริการของมนุษยชาติและส่งเสริมสถานะของสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์และดูไบในฐานะศูนย์กลางเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติชั้นนำภายในปี 2573 อาคารบนสายการบินเอมิเรตส์ อาคาร Towers เปิดให้บริการเมื่อประมาณหนึ่งปีที่ผ่านมาและปัจจุบันเป็นที่ตั้งของสำนักงานชั่วคราวของ Dubai Future Foundation

VULCAN Pavilion: ผลักดันขอบเขตแห่งจินตนาการ

ครอบคลุม 8.08 เมตร (26.5 ฟุต) และ 2.88 เมตร ความสูง (9.4 ฟุต) โครงสร้างชั่วคราวนี้เป็นการรวมโมดูลที่พิมพ์ 3 มิติจำนวนมากเข้าด้วยกันและถือครองสถิติโลกของกินเนสส์ในการเป็น "ศาลาสถาปัตยกรรม 3 มิติที่ใหญ่ที่สุดในโลก" เอนทิตีนี้ได้รับการกำหนดแนวความคิดและรับรู้โดยสถาปนิก Yu Lei และ Xu Feng จากห้องปฏิบัติการเพื่อการออกแบบสร้างสรรค์ (LCD) ปักกิ่ง เปิดตัวในงาน Beijing Design Week ปี 2015 เจตนาไม่เพียงแค่สร้างโครงสร้างดังกล่าว แต่ยังผลักดันและท้าทายขีด จำกัด ของสถาปัตยกรรมด้วย

ปราสาทคอนกรีตพิมพ์ 3 มิติ: เพราะเหตุใด

[ที่มาของภาพ: Andrey Rudenko / Total Kustom]

อันนี้เป็นสิ่งมหัศจรรย์ที่แท้จริงไม่ใช่เพียงเพราะมันเป็นไฟล์ปราสาทแต่เนื่องจากในช่วงเวลาของการสร้างโครงการหลังบ้านในปี 2014 เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่สามารถทำงานกับคอนกรีตยังไม่มีวางจำหน่ายทั่วไป ซึ่งไม่ได้ทำให้ผู้รับเหมา Andrey Rudenko ออกไป; แต่เขาได้พัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบกำหนดเองเพื่อขับไล่คอนกรีตและสร้างโครงสร้างตั้งแต่เริ่มต้นในสวนหลังบ้านของเขาเอง

นอกจากนี้ Andrey ยังมีส่วนร่วมในโครงการที่ "จริงจัง" มากขึ้นในขอบเขตของอาคารที่พิมพ์ 3 มิติซึ่งหนึ่งในโครงการที่มีชื่อเสียงมากคือโรงแรมสิ่งพิมพ์ Lewis Grand 3D ในฟิลิปปินส์ ตรวจสอบรายละเอียดบางส่วนของงานของเขาในบทความนี้

Gulliver's Gate: มีใครพูดแฟนตาซีบ้างไหม?

[ที่มาของภาพ:ประตูกัลลิเวอร์]

แม้ว่าภาพนี้จะเป็นภาพพิมพ์ 3 มิติเพียงบางส่วน แต่ก็ควรค่าแก่สถานที่ในรายการนี้อย่างแน่นอนเนื่องจากเป็นโลกขนาดเล็กที่ล้ำยุคและน่าสนใจซึ่งมีความกว้างเท่ากับตึกในเมือง การจัดแสดงไทม์สแควร์นี้รวมถึงภาพจำลองสถานที่สำคัญที่มีชื่อเสียงจากทั่วโลกซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยวิธีการขนส่งที่เหมาะสม การจัดแสดงในมาตราส่วน 1:87 แทนที่จะเป็นแบบคงที่ แต่เต็มไปด้วยแอ็คชั่นเช่นสนามบินที่มีเครื่องบินขึ้นลงและลงจอด จะมีรถไฟและรถยนต์เคลื่อนที่หลายขบวนและแม้แต่แบบจำลองของสถานีอวกาศนานาชาติที่ลอยอยู่ด้านบน พวกเขายังเสนอให้ผู้สนับสนุนและผู้มาเยี่ยมชมได้รับการสแกนร่างกายทั้งหมดและสร้างขึ้นใหม่เป็นตัวเลขในจอแสดงผล

PassivDom: Cabin in the Woods ในศตวรรษที่ 21

[ที่มาของภาพ: PassivDom]

นี่คือสถานที่พักผ่อนส่วนตัวที่ไม่เหมือนใครบ้านพิมพ์ 3 มิติแบบออฟกริดซึ่งเป็นแบบเคลื่อนที่และเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์และควบคุมโดยสมาร์ทโฟนของคุณ แต่มาพร้อมกับคุณสมบัติระดับห้าดาวและความสะดวกสบาย ตามเว็บไซต์ระบุว่าบ้าน "ใช้พลังงานเองได้ 100% มีความร้อนและสภาพอากาศและมีระบบกักเก็บน้ำ" ซึ่งช่วยให้ "เป็นอิสระจากสายส่งไฟฟ้าท่อส่งก๊าซและท่อประปา" การเริ่มต้นของยูเครนยังสัญญาว่าจะส่งมอบ 1 วันสำหรับผู้ซื้อ!

โครงการที่กำลังจะเกิดขึ้น: วิสัยทัศน์สำหรับอนาคต

แท่งทรงสูงที่พิมพ์ 3 มิติ: ใช้ชีวิตให้ใหญ่

Cazza Technologies บริษัท ก่อสร้างในดูไบประกาศเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าพวกเขาจะนำตึกระฟ้าที่พิมพ์ 3 มิติแห่งแรกของโลกไปยังดูไบโดยไม่เปิดเผยรายละเอียดเช่นความสูงของอาคารที่เสนอหรือเมื่อพร้อม

“ ด้วยเทคโนโลยีของเราเราจะสามารถสร้างอาคารที่มีความซับซ้อนทางสถาปัตยกรรมด้วยความเร็วที่ไม่เคยเห็นมาก่อน” นายเคลซีย์แห่ง Cazza Technologies กล่าว “ ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับการประหยัดต่อขนาดโดยที่ต้นทุนเทคโนโลยีขั้นสูงเริ่มต้นจะลดลงเมื่อเราเข้าสู่ขั้นตอนการผลิตจำนวนมาก”

“ ระบบการพิมพ์เครนสามารถนำไปใช้กับเครนที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดายซึ่งหมายความว่าเราไม่จำเป็นต้องสร้างเครนตั้งแต่เริ่มต้น” เฟอร์นันโดเดลอสริออสประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายปฏิบัติการของ Cazza กล่าว “ เรากำลังเพิ่มคุณสมบัติใหม่เพื่อให้สามารถปรับให้เข้ากับความเร็วลมสูงพร้อมกับการใช้ระบบปรับเลเยอร์เรียบของเราที่สร้างพื้นผิวที่เรียบสนิท คุณจะไม่รู้ว่ามันพิมพ์ 3 มิติ”

บ้านภูมิทัศน์: ไม่มีจุดเริ่มต้นไม่สิ้นสุด

[ที่มาของภาพ: บ้านภูมิทัศน์]

ทำไมไก่ถึงข้ามMöbius Strip?

เพื่อให้ได้ไปด้านเดียวกัน

อาคารภูมิทัศน์อันน่าพิศวงนี้โดยสถาปัตยกรรมของจักรวาล (เช่นเดียวกับอัมสเตอร์ดัม) เดิมทีไม่ได้ถูกวางแผนไว้เป็นภาพพิมพ์ 3 มิติ แต่ความซับซ้อนของโครงสร้างอาคารแทบไม่มีทางเลือกอื่น ในบ้านหลังนี้ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากรูปทรงแปลกประหลาดของแถบMöbiusพื้นกลายเป็นเพดานอย่างไร้รอยต่อด้านในกลายเป็นด้านนอก ด้วยการพิมพ์ 3 มิติซึ่งเป็นส่วนเสริมทำให้สามารถผลิตแถบMöbiusที่ไม่มีที่สิ้นสุดได้โดยไม่ต้องตัด

[ที่มาของภาพ: WASP]

บริษัท การพิมพ์ 3 มิติของอิตาลี WASP ได้ติดตั้งเครื่องพิมพ์ BigDelta 3D ในเขตเทศบาล Massa Lombarda และกำลังดำเนินการสร้าง Shamballa Technological Park ซึ่งเป็นหมู่บ้านที่มีอาคารพิมพ์ 3 มิติทั้งหมู่บ้านโดยใช้ดินและฟางร่วมกัน จุดเด่นของโครงการนี้คือการใช้พลังงานต่ำและต้นทุนการก่อสร้างต่ำ หมู่บ้านนี้จะมีห้องปฏิบัติการที่ติดตั้งเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบตั้งโต๊ะเพื่อสร้างเฟอร์นิเจอร์เซรามิกและโซลูชั่นชีวการแพทย์ซึ่งจะช่วยให้สามารถพึ่งพาตนเองได้เป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นความก้าวหน้าของหมู่บ้านนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างสรรค์นวัตกรรมหลายอย่างในการใช้วัสดุที่ยั่งยืนและมีต้นทุนต่ำในพื้นที่ของอาคารที่พิมพ์สามมิติ

Co2 เป็นคอนกรีต: ฆ่านกสองตัวด้วยหินก้อนเดียว

แม้ว่าสิ่งนี้ไม่ได้เป็นอาคารหรือโครงสร้างด้วยตัวเอง แต่ก็อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกมในการก่อสร้าง ทีมวิจัยข้ามสายงานที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ลอสแองเจลิสกำลังดำเนินการแก้ปัญหาเฉพาะที่อาจช่วยลดการสร้างก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตคอนกรีต พวกเขาวางแผนที่จะสร้างกระบวนการวงปิดเพื่อ upcycle การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์: การดักจับคาร์บอนจากปล่องควันของโรงไฟฟ้าและใช้ในการสร้างวัสดุก่อสร้างใหม่ - CO2NCRETE - ที่ประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ จนถึงตอนนี้วัสดุก่อสร้างชนิดใหม่ได้รับการผลิตขึ้นเพื่อเป็นหลักฐานยืนยันแนวคิดเท่านั้นโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างรูปร่างให้เป็นกรวยเล็ก ๆ เมื่อขนาดของการพิมพ์ถูกนำไปสู่ระดับที่เหมาะสมในการก่อสร้าง CO เหล่านี้2สามารถใช้ยูนิต NCRETE ในอาคารได้

Curve Appeal, Freeform House ของ WATG: การสร้างบ้านใหม่

WATG บริษัท สถาปัตยกรรมในชิคาโกชนะการแข่งขันเมื่อปีที่แล้วเพื่อสร้าง "โรงพิมพ์ 3 มิติรูปแบบอิสระแห่งแรกของโลก" ได้รับมอบหมายจาก Branch Technology บทสรุปสำหรับการแข่งขันเรียกร้องให้มีบ้านเดี่ยวขนาด 55-74 ตารางเมตร (600-800 ตารางฟุต) ที่พิจารณาความสวยงามทางสถาปัตยกรรมแบบดั้งเดิมการยศาสตร์การก่อสร้างและระบบอาคาร สถาปนิกนักออกแบบวิศวกรและศิลปินจากทั่วโลกได้เข้าร่วมเพื่อสำรวจว่าอาคารที่พิมพ์ 3 มิติสามารถช่วยสร้างพื้นที่อยู่อาศัยที่ยั่งยืนได้อย่างไร

ชายแดนที่ดีที่สุด

อาคารเชื้อราที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่พิมพ์ 3 มิติ บนดาวอังคาร: เพราะเราทำได้

Alberto Villanueva สถาปนิกชาวสเปนจาก IDEA Architecture ได้เสนอแผนการที่รุนแรงสำหรับสถานการณ์ในอนาคตที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อมนุษย์จำเป็นต้องเริ่มใช้ดาวอังคารเป็นที่ตั้งถิ่นฐานครั้งต่อไป ในขณะที่แผนการที่ชัดเจนมีเป้าหมายเพื่อเลียนแบบกระบวนการทางชีววิทยาเพื่อสร้างสภาพความเป็นอยู่ที่เหมาะสมสำหรับมนุษย์การพิมพ์ 3 มิติเป็นหัวใจสำคัญของขั้นตอนต่างๆ การใช้ดินดาวอังคารและไมซีเลียมของเชื้อรา (ขึ้นชื่อในเรื่องความสามารถของโครงสร้างและความสามารถในการทนต่อสภาพอากาศที่รุนแรง) Alberto ได้เสนอกลยุทธ์ที่ใช้การพิมพ์ 3 มิติและการเรืองแสงทางชีวภาพ

ขั้นตอนแรกของการออกแบบเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยน้ำออกจากสภาวะที่เป็นศูนย์ย่อยใต้ดินโดยการวางเครื่องพิมพ์ 3 มิติลงบนพื้นผิวของดาวเคราะห์และสร้างโครงสร้างโลหะที่สวยงามจากหินบะซอลต์และธาตุเหล็กที่พบตามธรรมชาติในดินบนดาวเคราะห์แดง จากนั้นโครงสร้างเหล่านี้จะควบคุมพลังงานที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อละลายน้ำแข็งและนำไปที่พื้นผิวดาวอังคารสร้างระบบหลุมอุกกาบาตและทะเลสาบที่เต็มไปด้วยน้ำในช่วงเวลาประมาณ 4 ถึง 6 เดือน

ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างอาคารสร้างบรรยากาศซึ่งพิมพ์จากเรซินอีพ็อกซี่และไมซีเลียม ไมซีเลียมจะได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อดึงน้ำจากทะเลสาบที่ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวดาวอังคารในขณะนี้เพิ่มขนาดของหอคอยตามธรรมชาติและเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศให้เป็นออกซิเจน การคำนวณของ Alberto จากข้อมูลที่มีอยู่ชี้ให้เห็นว่าออกซิเจนเพียงพอจะสะสมในเวลาประมาณหกเดือนเพื่อเริ่มสร้างชั้นบรรยากาศบาง ๆ รอบโลกและในอีกประมาณสองปีชั้นนี้จะดีพอที่จะให้มนุษย์หายใจบนดาวอังคารได้

เมื่อมนุษย์พร้อมที่จะมาถึงเขาแนะนำให้ใช้สารละลายอินทรีย์ของแบคทีเรียเรืองแสงเพื่อสร้างแสง เครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถปรับเทียบเพื่อสร้างโครงสร้างที่หลากหลายสำหรับการใช้งานของมนุษย์ซึ่งได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งาน 5 ปีหลังจากนั้นจะย่อยสลายทางชีวภาพ (ย่อยสลายตามธรรมชาติ) เพื่อให้แน่ใจว่ามีมลพิษน้อยที่สุดในสภาพแวดล้อมของดาวอังคาร

เมื่อดูโครงการเหล่านี้ทั้งหมดและอื่น ๆ อีกมากมายจำเป็นต้องเข้าใจว่าแม้จะมีความยุ่งยากเกี่ยวกับการพิมพ์ 3 มิติที่มีราคาถูก แต่ ณ วันนี้ต้นทุนอุปกรณ์ก็สูงซึ่งทำให้การขยายตัวของอาคารที่พิมพ์ 3 มิติอยู่ในเช็คค่อนข้าง การพูด. นอกจากนี้วัสดุที่สามารถใช้งานได้โดยใช้การพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากเทคโนโลยีมี จำกัด อยู่ในขณะนี้และจะต้องใช้เวลาในการทำความคุ้นเคยกับผู้ที่อาศัยหรือทำงานในอาคารที่พิมพ์สามมิติ ดังนั้นในขณะที่เราจะเห็นอาคารและโครงสร้างที่พิมพ์ 3 มิติมากขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า แต่การยกเครื่องโฉมหน้าของอุตสาหกรรมการก่อสร้างยังคงอยู่ห่างไกล

ดูเพิ่มเติม: การตัดสินใจทางวิศวกรรมที่น่าสนใจทั่วโลก

เขียนโดย Sudeep Kaur Bansi