จากสะพานสู่ Bandshells โดยการก่อสร้างด้วยการพิมพ์ 3D

เมื่อไม่นานมานี้ การพิมพ์ 3D ในการก่อสร้างเป็นเรื่องของผู้ที่ชอบทำงานอดิเรกขนาดเล็กๆ และการแข่งขันการออกแบบ แต่มาวันนี้ภาพนั้นกำลังจางไป เนื่องจากการนำการพิมพ์ 3D เข้ามาในงานก่อสร้างเป็นที่แพร่หลายมากขึ้นและยังช่วยในหลายๆ ด้านอีกด้วย

ตัวอย่าง Eindhoven University of Technology ได้ประกาศโครงการสำคัญเมื่อเดือนมิถุนายน แผนการพิมพ์ชุด 3D ของบ้านคอนกรีต obeliscal ที่ออกแบบโดยสถาปนิก Houben & Van Mierlo - มหาลัยได้พยายามอธิบายว่าเป็น “โครงการที่อยู่อาศัยเชิงพาณิชย์แห่งแรกของโลกบนพื้นฐานการพิมพ์แบบ 3D” และที่อยู่อาศัยเป็นเพียงแค่แง่มุมหนึ่งของการตลาดที่รายงานอุตสาหกรรมหนึ่งคาดการณ์ว่าจะเติบโตขึ้นจาก 70 ล้านเหรียญในปี 2017 เป็น 40 พันล้านเหรียญในปี 2027

อุตสาหกรรมการก่อสร้างได้หันไปใช้การพิมพ์ 3D เพื่อเข้าใจถึงรูปร่างที่ซับซ้อน และการก่อสร้างที่เกิดขึ้นในพื้นที่อันตรายหรือห่างไกล และลดการใช้วัสดุโดยเปล่าประโยชน์และลดค่าใช้จ่ายการก่อสร้างในไซต์งานท่ามกลางประโยชน์อื่นๆ ในขณะที่ซอฟต์แวร์และอุปกรณ์สำหรับการพิมพ์ 3D นั้นดีขึ้น บริษัทรับเหมาก่อสร้างแบบดั่งเดิมและบริษัท startups เช่นเดียวกับการตระหนักถึงศักยภาพของการผลิตจริง นี่คือตัวอย่างการใช้งานที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรม

1. สะพาน

เป็นเวลานานที่ขนาดของโครงการพิมพ์ 3D ถูกจำกัดด้วยขนาดของเครื่องพิมพ์ แต่ MX3D บริษัทของชาวดัตซ์ได้ใช้หุ่นยนต์อุตสาหกรรม 6-axis ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์และเครื่องเชื่อมที่ยึดเหล็กสแตนเลสจากลวดบางๆ เพื่อสร้างสะพานทางเดินเท้ายาว 40 ฟุต ซึ่งทอดยาวถึง Oudezijds Achterburgwal หนึ่งในคลองเก่าแก่ที่สุดใน Amsterdam ที่ขุดขึ้นในปี 1367

ออกแบบโดย Joris Laarman Lab ในการทำงานร่วมกันกับ Arup และที่สนับสนุนโดย Autodesk,  ArcellorMittal, Heijmans, Lenovo และพาร์ทเนอร์อื่นๆ สะพานกำลังได้รับการทดสอบความถูกต้องของโครงสร้างที่ Imperial College London “การตรวจสอบสะพานเป็นเรื่องแปลกใหม่และการทดลองเช่นนี้ต้อใช้วิธีการใหม่ที่สมบูรณ์” Tim Geurtjens ผู้ร่วมก่อตั้งและอดีตหัวหน้าเจ้าหน้าที่เทคนิคของ MX3D กล่าว “วิธีการดั่งเดิมที่ทันสมัยคือการทำทุกอย่างแบบดิจิตอล ซึ่งทำการออกแบบ ทดสอบด้วยแพ็คเกจซอฟต์แวร์และใส่การประทับตราตามข้อระเบียบ แต่มักจะไม่ทราบเกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุของรูปแบบที่ถูกพิมพ์” MX3D มีจุดมุ่งหมายเพื่อทดสอบความสามารถในการรับน้ำหนักของโมเดลทางกายภาพที่จุดต่างๆ เช่น ราวสะพาน เพื่อทำการแก้ไขปรับปรุงได้อย่างถูกต้อง

สะพานจะถูกนำไปแสดงที่งาน Dutch Design Week ในเดือนตุลาคม หากทุกอย่างเป็นไปตามแผน และจะติดตั้งใน Amsterdam ในปี 2019  sensor network บนสะพ่านถูกพัฒนาโดยสถาบัน Alan Turing จะรวบรวมข้อมูลความเครียด การสั่นสะเทือน การเคลื่อนที่ และสภาพแวดล้อม สถาบัน Amsterdam สำหรับโซลูชั่น Metropolitan จะเชื่อมต่อข้อมูลนี้ไปยังกริตโครงสร้างพื้นฐานของเมือง แต่ Geurtjens กล่าวว่า “การพิมพ์ 3D ไม่ได้เกี่ยวกับประสิทธิภาพ ความสุขในการใช้ชีวิต ความพอใจในความสวยงาม เราคิดว่าก็เป็นสิ่งสำคัญจริงเช่นกัน ไม่เพียงแค่สำหรับผลประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ : เพื่อสร้างสิ่งที่คุณต้องการทำเนื่องจากมันสามารถเป็นไปได้”

2. ที่อยู่อาศัย

สำหรับที่พักอาศัยแบบการพิมพ์ 3D บริษัทรับเหมาก่อสร้างกำลังเร่งรีบในการเรียกร้องขั้นสูงสุด : การสร้างที่มีขนาดใหญ่ที่ รวดเร็วมากที่สุด มีราคาไม่แพง และมีประสิทธิภาพมากที่สุด การออกแบบคือการเกิดใหม่จากทุกมุมโลก เช่น บริษัท Apis Cor ของชาวรัสเซีย ซึ่งสามารถสร้างบ้านคอนกรีตขึ้นได้ภายใน 24 ชั่วโมงในราคา 10,000 เหรียญ และตึกอพาร์ทเม้นต์ 5 ชั้นของบริษัท Winsun ของชาวจีน ที่ผลิตด้วยเครื่องพิมพ์ขยะรีไซเคิลขนาดใหญ่

หนึ่งในโครงการที่น่าสนใจที่สุดคือ YRYS Concept House ที่กำลังสร้างโดย 18 พาร์ทเนอร์ ที่รวมถึงบริษัทรับเหมาก่อสร้าง Maisons France Confort ของฝรั่งเศส และบริษัทเครื่องพิมพ์ 3D ขนาดใหญ่ XtreeE ใช้การฉีดขึ้นรูปในการบีบอัดชั้นของลักษณะคอนกรีตอย่างรวดเร็ว XtreeE ได้สร้างผนังรูและการรองรับ 4 โครงสร้างเสาปูนบนห้องของชั้น

Jean-Daniel Kuhn ผู้ร่วมก่อตั้งของ XtreeE มุ่งไปที่ประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรมของฝั่งเศสที่มีการกำหนดด้วยคอนกรีตอย่างชัดเจน : คอนกรีตเปลือยคือวัสดุที่ชื่นชอบมากของ Le Corbusier สำหรับ “คอนกรีตดิบ” เป็นพื้นฐานของสถาปัตยกรรม Brutalist หนึ่งในหลักการปกครองของ XtreeE คือการลดการใช้คอนกรีตลงอย่างรวดเร็ว “โลกถูกสร้างด้วยคอนกรีต” Kuhn กล่าว “การผลิตซีเมนต์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของคอนกรีต สร้างการปล่อยคาร์บอนได้ถึง 8% ทั่วโลก คอนกรีตคือวัตถุที่มหัศจรรย์ แต่เราจำเป็นต้องดูว่าเราสามารถใช้งานได้ดีกว่านี้หรือไม่ : เฉพาะโครงสร้างที่จำเป็น”

3. โขดหินปะการังเทียม

นอกจากนี้ XtreeE ยังผลิตสิ่งที่เรียกว่า “แนวประการังเทียมคอนกรีตการพิมพ์ 3D ชิ้นแรกของโลก” พาร์ทเนอร์กับบริษัทวิศวกรทางทะเล Seaboost โดย XtreeE ได้ออกแบบและผลิตระบบคอนกรีตที่มีรูพรุนเพื่อฟื้นฟูระบบนิเวศวิทยาที่สูญหายไปที่ Calanques National Park ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนนอกชายฝั่งทะเลทางตอนใต้ของฝรั่งเศส

Kuhn กล่าวว่า รูปร่างการขุดอุโมงค์ที่ผิดปกติของแนวปะการังเทียมการพิมพ์ 3D ได้รับโมเดลเพื่อส่งเสริมการกลับมาของสายพันธุ์ของปลา สาหร่าย สัตว์ทะเล และกลุ่มปะการังที่กำลังเริ่มลดลงในปี 1970 และปี 1980 เนื่องจากการระบายน้ำเสียจากเมือง Marseille “แนวปะการัง” ได้มีการทำโพรงและหลุมซ้ำๆ ของสารตั้งต้นหินปูนแบบดั่งเดิม เพื่อช่วยป้องกันสายพันธุ์ที่อ่อนแอจากผู้ล่า

ถึงแม้ Kuhn ได้กล่าวว่าการพิมพ์ 3D ยังคงไม่คุ้มค่าสำหรับการใช้งานจำนวนมาก แต่การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นนโยบายของรัฐบาล เช่่น โครงการริเริ่มโดยสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ในการพิมพ์ 3D 25% ของอาคารใหม่ทั้งหมดภายในปี 2030 และยุทธศาสตร์แห่งชาติสำหรับการผลิตสารเติมแต่งของสหราชอาณาจักร - เริ่มขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงของตลาด

4. Pavilions และ Bandshells

ด้วยกระบวนการที่เรียกว่า cellular fabrication (C‐Fab) บริษัท Branch Technology ของรัฐเทนเนสซีสามารถเปลี่ยนรูปแบบโมเดลซอฟต์แวร์สถาปัตยกรรมจากเกือบทุกแพลตฟอร์ม เช่น Autodesk AutoCAD, Revit หรือ MAYA ให้กลายเป็นโครงสร้างที่เป็นตารางในรูปแบบอิสระ โครงสร้างที่เป็นรูเหล่านี้จะถูกพิมพ์ออกมาโดยหุ่นยนต์ควบคุมอัลกอรึทิ่มและทำหน้าที่เป็นแบบหล่อเพื่อเติมเต็มวัสดุก่อสร้างแบบดั่งเดิม “มันคล้ายกับวิธีการที่พวกเราทำในระดับเซลล์” CEO Platt Boyd และผู้ร่วมก่อตั้ง Branch Technology กล่าว “การทำส่วนประกอบการพิมพ์ 3D เหมือนกับขอบเขตภายนอกของเซลล์ ความแข็งแรงจะถูกนำมาเกี่ยวกับการเติมช่องว่างของวัสดุด้วยเลือดและน้ำ”

ในเดือนมิถุนายน 2018 บริษัทเปิดเผยโครงสร้างการพิมพ์ 3D ขนาดใหญ่ที่สุดในโลกตามที่รายงาน โดย bandshell จะมีความสูง 20 ฟุต และมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 42 ฟุต สำหรับ OneC1TY ใน Nashville โครงสร้างคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีน้ำหนักเบาจัดทำขึ้นโดย Houston นักพัฒนาเมืองแคมบริดจ์และได้ออกแบบและก่อสร้างใน partnership กับบริษัท Thornton Tomasetti ของ CORE Studio ซึ่งสอดคล้องกับบทบัญญัติอาคารของ Nashville ซึ่งจำเป็นต้องทนต่อการแข็งของน้ำแข็งได้ 1 นิ้ว, ทนต่อหิมะได้ถึง 10 - 12 นิ้ว และทนต่อแรงลมได้ถึง 90 ไมล์ต่อชั่วโมง

ถึงแม้ว่าการวิเคราะห์ขั้นต้นชี้ให้เห็นว่าระยะห่างขนาดใหญ่จะต้องใช้โครงสร้างเหล็กเพื่อรองรับ การศึกษาต่อมาแสดงให้เห็นว่าการออกแบบรูปทรงเรขาคณิตเชิงเส้นโค้งสามารถกำจัดความจำเป็นของเหล็ก นอกจากที่ฐานของสิ่งก่อสร้าง ซึ่งหมายความว่าโครงการจะอยู่ภายในงบประมาณ ที่ประมาณครึ่งหนึ่งของค่าใช้จ่ายของโครงสร้างเหล็กที่คล้ายกัน

ซินเนอร์จี้ซอฟต์ ตัวแทนจำหน่ายซอฟต์แวร์อย่างเป็นทางการและถูกต้องในประเทศไทยของออโตเดสก์ สำหรับท่านที่ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ สามารถสอบถามได้ทางเจ้าหน้าที่ซินเนอร์จี้ซอฟต์ที่ This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. หรือ 085-323-5453, 02-692-2575 หรือทาง Online Store ทางเรายินดีให้คำปรึกษาอย่างมืออาชีพ