بهترین پروژه های پل پرینت سه بعدی

امروزه در صنعت ساخت و ساز، تکنولوژی AM به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. چه برای ساخت خانه ها و مدارس، چه پل ها، این تکنولوژی مزایای بسیاری را ارائه می دهد. در سال های اخیر پروژه‌های پل پرینت سه بعدی چند برابر شده اند. در حالی که اولین پل های پرینت سه بعدی در سال 2016 ساخته شدند، بسیاری از کشورها اکنون از AM برای ساخت این سازه های رابط استفاده می کنند. در ادامه فهرستی از برخی از برجسته‌ترین ابتکارات سال‌های اخیر را گردآوری کرده‌ایم.

پیاده رو ساخته شده با 60٪ مواد کمتر

اگرچه باورش سخت است، اما این پروژه واقعیت دارد. این پروژه ابتکار دانشگاه Ghent بود که به وسیله ی AM که نیازمند متریال کمتری است و اثرات زیست محیطی مخرب کمتری نیز دارد، انجام شد. در این پروژه، دانشگاه Ghent با Vertico و Technion، موسسه فناوری اسرائیلی، برای طراحی پل عابر پیاده کار کرد، که به دلیل اندازه آن چندان چشمگیر نیست، اما از نظر زیبایی شناسی، و به ویژه به دلیل اینکه پلی با توپولوژی بهینه شده است، بسیار جالب توجه است. برای این کار، آنها از پرینتر سه بعدی بتنی خود استفاده کردند که حجم چاپ 4.5 x 2 x 2.5 متر را با متریالی که به این منظور طراحی شده است، ارائه می دهد. به این ترتیب، هدف این شرکت کاهش انتشار CO2 و افزایش بهره وری در بخش ساخت و ساز است.

پل MX3D در آمستردام

این پل فلزی پرینت سه بعدی که در جولای 2021 افتتاح شد، در منطقه نور قرمز آمستردام نصب شد. شرکت هلندی MX3D این پل را در طول زمان بین سال‌های 2017 تا 2018 با استفاده از فناوری WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) چاپ کرد. این شرکت بر طراحی مولد متکی بود که یک فرآیند طراحی تکرار شونده است که خروجی های طراحی متعددی را به منظور برآورده کردن معیارهای از پیش تعیین شده ایجاد می کند و خروجی هایی از صداها، تصاویر و مدل های CAD تولید می کند. این فرآیندی است که معمولاً در زمینه هایی مانند هنر، معماری و طراحی محصول استفاده می شود. این پل علاوه بر منحصربفرد بودن از نظر زیبایی، مجهز به حسگرهایی است که داده هایی مانند رفتار جمعیت را ثبت می کند و هرگونه تغییر شکل پل، بار، ارتعاشات و حرکت آن را زیر نظر دارد.

همکاری دانشگاه فنی Eindhoven

معمار تحسین‌شده Michiel van der Kley، همراه با Summum Engineering و Witteveen+Bos با دانشگاه فناوری Eindhoven در طراحی مدل سه‌بعدی برای طولانی‌ترین پل‌ پرینت سه بعدی ساخته شده برای دوچرخه‌سواران همکاری کردند. این پل در مرکز پرینت سه بعدی Saint-Gobain Weber Beamix ساخته شده است که از چندین بازو رباتیک BAM استفاده می کند. این پل 29 متری با اشکال گرد و ارگانیک طراحی شده است تا با فضای بیرونی ادغام شود.

Acciona 3D-Prints a Bridge در مادرید

می توان گفت که این پل ها از اولین پل های پرینت سه بعدی هستند که در جهان نصب شده اند. این سازه بتنی که در آلکوبنداس در مادرید واقع شده است توسط شرکت اسپانیایی Acciona ساخته شده است که با چندین خط تجاری از جمله انرژی، زیرساخت و برای چند سال تولید مواد افزودنی کار می کند. اگرچه Acciona مسئول فرآیند چاپ سه بعدی بود، پل عابر پیاده بتنی توسط موسسه معماری پیشرفته کاتالونیا طراحی شد. با توجه به جنبه های فنی تر، می توان به این نکته اشاره کرد که طول پل 12 متر و عرض آن 1.75 متر است که نشان دهنده نقطه عطفی در مهندسی عمران در کشور ایبری است. علاوه بر این، طراحی آن دارای معماری ارگانیک و بیومیمتیک، شبیه به اشکال طبیعت است.

پروژه آینده دیجیتال شانگهای

چین یکی از اولین کشورهایی است که اقدام به ساخت پل با استفاده از تکنولوژی AM کرد. از جمله اولین سازه های ساخته شده با این فناوری می توان به دو پل پرینت شده به صورت سه بعدی توسط دانشکده معماری و شهرسازی دانشگاه شانگهای اشاره کرد. این دو ساختار بخشی از پروژه «آینده دیجیتال شانگهای» هستند که هدف آن نشان دادن تحولاتیست که فناوری‌های جدید می‌توانند در بسیاری از زمینه‌ها، مانند بخش‌های معماری و ساخت و ساز ایجاد کنند. این دو پل که از پلاستیک ساخته شده اند، به ترتیب 4 و 11 متر هستند. برای ساخت این دو سازه، مدیران پروژه ادعا می کنند که از بازوی روباتیک Kuka و یک ماژول پرینت سه بعدی سفارشی استفاده کرده اند. این پروژه در مجموع 360 ساعت زمان برده است.

اولین پل پرینت سه بعدی در هلند

در سال 2017، دانشگاه فناوری Eindhoven (TUE) و شرکت BAM Infra اولین پل بتنی پرینت سه بعدی را در هلند طراحی کردند. این پل که از 800 لایه بتن تشکیل شده است، به طول 8 متر و عرض 3.5 متر بر روی یک دره قرار دارد و دو جاده را به هم متصل می کند. TUE و BAM Infra ادعا می کنند که از طریق پرینت سه بعدی، میزان بتن مورد نیاز برای ساخت چنین سازه ای را به حداقل رسانده اند. این پل در شهر Gemert واقع شده است و تنها در طی 3 ماه ساخته شده است.

توسعه پل های پرینت سه بعدی

معماران ETH زوریخ به همراه معماران Zaha Hadid موفق به طراحی پل عابر پیاده Striatus شدند که با استفاده از فرآیند پرینت سه بعدی منحصر به فرد با همکاری Incremental3D ساخته شد. Striatus یک پل بدون حفاظ به طول 12×16 متر است که در پارکی در ونیز نصب شده است. این پل که بخشی از نمایشگاه بین المللی معماری است؛ از چندین قطعه جداگانه تشکیل شده است که امکان مونتاژ آسان را فراهم می کند. با تکنولوژی به کار رفته، بتن طبق معمول به صورت لایه های افقی اکسترود نمی شود، بلکه اینکار در زوایای خاصی صورت می گیرد که باعث می شود که پل نیازی به تقویت اضافی نداشته باشد.

طولانی ترین پل بتنی شانگهای

176 واحد سیمان از طولانی ترین پل بتنی پرینت سه بعدی در چین پشتیبانی می کنند و امکان عبور و مرور عابران پیاده ابر روی کانال شانگهای را فراهم می کنند. این پل توسط تیمی به سرپرستی پروفسور Wu Weiguo از دانشگاه Tsinghua طراحی شد و با استفاده از مواد AM در کنار Wisdome Bay ساخته شد. سازه عابر پیاده در شانگهای با الهام از پل تاریخی آنجی در Zhaozhou (چین) به عنوان نماینده پتانسیل فناوری سه بعدی برای پروژه های مهندسی از همه نوع طراحی شده است. برای ساخت و ساز از دو بازوی روباتیک استفاده شد که طاق بتنی را در طول 450 ساعت ایجاد کرد. این تیم ادعا می کند که امکان صرفه جویی در دو سوم هزینه های اجرا در مقایسه با فرآیندهای تولید معمولی وجود دارد.

یک پل جمع شونده پرینت سه بعدی

تابستان گذشته، چین از پل دیگری رونمایی کرد که بخشی از آن به لطف AM طراحی شده بود، این بار با یک ویژگی بسیار خاص. ایت پل طراحی شده است تا در هر زمان جمع شود و با یک دکمه ساده که از طریق بلوتوث متصل است کنترل می شود. کل پل پرینت سه بعدی نشده است، بلکه به سادگی از پانل های مثلثی شکلی ساخته شده است که به وسیله ی AM تنها در 3 روز ساخته شده اند. این 36 قطعه با یک ماده کامپوزیت از مواد بازیافتی ساخته شده اند. این پل 9 متر طول و 1.5 متر عرض دارد و در پارک Wisdom Bay نصب شده است.

پل های چاپ سه بعدی که هنوز در حال توسعه هستند

دروازه ای برای المپیک 2024

همانطور که می دانید شهر پاریس میزبان بازی های المپیک بعدی در سال 2024 خواهد بود. پایتخت فرانسه از هم اکنون خود را برای پذیرایی از ورزشکاران و همچنین سازماندهی مراسم آماده می کند تا همه رویدادها در بهترین شرایط برگزار شوند. اما این فقط مربوط به رویدادها نیست، بلکه باید فضاهایی برای تماشاچی ها نیز در آماده شود. اینجا است که گروه بزرگی از شرکت ها (Freyssinet، Lavigne & Cheron Architects، Quadric، XtreeE، LafargeHolcim) یک مسیر پیاده روی به طول 40 متر ایجاد خواهند کرد که کل عرشه آن پرینت سه بعدی خواهد بود.

پل های پرینت سه بعدی آزمایش رزمی تفنگداران دریایی

در سال 2019، سپاه تفنگداران دریایی ایالات متحده یک برنامه آموزشی برای بخش‌های ویژه در زمینه عملیات میدانی پرینتر ساخت خودکار سازه‌های اعزامی (ACES) داشت. در حالی که سپاه تفنگداران دریایی هنوز در حال آزمایش با استفاده از سیستم‌های پرینتر بتن و آلومینیوم بزرگ است، آنها قصد دارند بتوانند این نوع پرینترهای سه بعدی را به کار گیرند که به مهندسان میدانی اجازه می‌دهد تا سازه های ارتباطی برای عبور از هر شکاف خشکی ایجاد کنند. کاپیتان Matthew Friedell، رهبر تیم تفنگداران دریایی پیش‌بینی می‌کند ظرف چند سال آینده، صنعت AM و وزارت دفاع ایالات متحده برای استفاده از فناوری اختصاصی سه‌بعدی قراردادهایی منعقد خواهند کرد.

پل عابر پیاده پرینت سه بعدی در روتردام

همکاری بین Royal HaskoningDVC، CEAD و Covestro منجر به اولین نمونه اولیه پل عابر پیاده با چاپ سه بعدی سبک وزن شده است که با استفاده از مواد کامپوزیت ترموپلاستیک پر از شیشه ساخته شده است. این شرکت ها ادعا می کنند که آنها این متریال را انتخاب کرده اند زیرا پل های پلیمری تقویت شده با الیاف به دلیل داشتن طول عمر طولانی تر و هزینه های چرخه عمر کمتر در مقایسه با فولاد شناخته شده اند. آنها همچنین خاطرنشان کردند که ظاهرا این اولین بار است که از فناوری پرینت سه بعدی برای ساختن پلی از قطعات گرمانرم تقویت شده با فیبر پیوسته در مقیاس بزرگ استفاده می شود. برای این فناوری، آنها از گرانول ذوب شده و مواد پلت Arnite AM8527 از Covestro استفاده کردند. از مزایای پل کاهش زمان ساخت، افزایش پایداری، کاهش بار تعمیر و نگهداری و افزایش طول عمر می‌دانند. در حال حاضر، تنها پروتوتایپ این پل وجود دارد، اما در نهایت در پارک Kralingse Bos در روتردام نصب خواهد شد.

پل معلق با یک محفظه پرینت سه بعدی

پل Newport در سال 1969 به منظور اتصال شهرهای جیمزتاون و نیوپورت در Rhode Island ساخته شد. در زمان ساخت، به دلیل طول 2.1 مایلی و ارتفاع 400 فوتی (برای عبور ناوهای هواپیمابر نیروی دریایی از زیر آن) به عنوان یکی از مصداق های پیشرفت فناوری مورد تحسین قرار گرفت. با این حال، در سال 2019، برخی متوجه شدند که ممکن است زمان به روز رسانی پل فرا رسیده باشد. به‌عنوان مثال، سناتور Sheldon Whitehouse و دیگر رهبران دولت امیدوار بودند که مسیر دسترسی به محله ضعیف‌تر North End در Newport را تغییر دهند و همچنین پل را برای عابران پیاده و دوچرخه‌سواران قابل دسترس‌تر کنند. دانشجویان بخش معماری داخلی دانشکده طراحی رود آیلند (RISD) اخیراً یک راه حل ممکن را پیشنهاد کردند. در آگوست 2021، سطح پایینی معلق برای پل. اگرچه مشخص نکرده اند که چگونه این ایده را اجرایی می کنند، اما پیش تر اشاره کرده‌اند که از پرینت سه‌بعدی برای ایجاد یک ساختار محصور از فیبر کربن استفاده می‌کنند که از سطح پایینی در برابر بادهای شدید محافظت می‌کند.

پل پرینت سه بعدی بر پایه پلاستیک

در سال 2018، شرکت ساخت و ساز چینی Shanghai Mechanized Construction Group (SMCC) و سازنده فیلامنت سه بعدی Polymaker برای توسعه یک پل پرینت سه بعدی با یکدیگر همکاری کردند. این پل که با پلاستیک ساخته شده و برای عابران پیاده در نظر گرفته شده است، 15.25 متر طول، 3.8 متر عرض و وزنی کمتر از 5800 کیلوگرم دارد. برای دستیابی به این هدف، از یک پرینتر XXL استفاده کرده‌اند که دارای حجم چاپی 24 متر طول و 4 متر عرض است. با توجه به متریال مورد استفاده، آنها ادعا می کنند که از ASA، مخفف آکریلونیتریل استایرن آکریلات، مملو از فایبرگلاس استفاده می کنند.