اختصاصی بسپار/ آیا ساختمان‌های چاپ سه‌بعدی مقاوم در برابر زلزله هستند؟
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر پژوهشگران چینی به این سوال پاسخ می‌دهند
یکی از پرسش‌های رایجی که در مورد ساختمان‌های چاپ سه‌بعدی مطرح می‌شود، این است که آیا این ساختمان‌ها می‌توانند در برابر زلزله مقاوم باشند؟ این سوال به‌ویژه پس از گسترش استفاده از این فناوری در صنعت ساخت‌وساز مطرح شده است. در همین راستا، شیاویان سان، استاد دانشگاه مهندسی عمران و معماری دانشگاه چجیانگ و گروهی از متخصصان، برای پاسخ به این پرسش تصمیم به انجام آزمایش‌های علمی گرفتند.
آزمایش مقاوم‌سازی در برابر زلزله روی مدل ساختمان چاپ سه‌بعدی
در مرکز فناوری‌های علمی در پارک علم و فناوری مؤسسه مهندسی مکانیک (IEM) وابسته به اداره زلزله چین در شهر سان‌هه چین، گروهی از متخصصان چینی در زمینه ساخت‌وساز هوشمند، مهندسی سازه و مقاوم‌سازی در برابر زلزله، آزمایش‌های “تخریبی” جدی را روی یک مدل خانه چاپ سه‌بعدی انجام دادند.
شیاویان سان که پیش از این با شرکت هانگژو لینگتونگ در زمینه طراحی چاپ سه‌بعدی و ساخت و ساز دیجیتال همکاری داشته، برای محاسبه دقیق عملکرد ضد زلزله ساختار این مدل از یک مدل دیجیتال سه‌بعدی استفاده کرد.
آزمایش‌ها با استفاده از یک میز ارتعاشی، که برای شبیه‌سازی زلزله طراحی شده است، انجام شد. در این آزمایش، از یک مدل کوچک‌شده خانه چاپ سه‌بعدی با ابعاد پنج متر طول و بیش از یک متر عرض استفاده شد که ابعاد آن نیز مطابق با اندازه میز ارتعاشی بود.
تجهیزات پیشرفته برای ارزیابی مقاومت
برای ارزیابی دقیق‌تر، علاوه بر بازرسی بصری، از حسگرها و دستگاه‌های مختلفی استفاده شد. مدل خانه مجهز به حسگرهای شتاب، حسگرهای جابه‌جایی، درگاه‌های کشش و سامانه‌ی پیشرفته ردیابی نوری مبتنی بر شناسایی ویدئویی بود. هم‌چنین، چهار دوربین حرفه‌ای در طرفین ساختار قرار داشتند تا کوچک‌ترین تغییرات را در حین شبیه‌سازی زلزله ثبت کنند. این دوربین‌ها توانایی ثبت ۳۰۰۰ فریم در ثانیه و تولید ۶ گیگابایت داده تصویری در هر ثانیه را داشتند که هیچ‌گونه حرکتی از ساختار بی‌توجه نماند.
نتایج امیدوارکننده
در پایان یک روز آزمایش، مدل خانه چاپ سه‌بعدی با شدت زلزله ۶ ریشتر بدون هیچ‌گونه آسیب ساختاری موفق به گذر از آزمایش شد. هنگامی که شدت شبیه‌سازی شده به ۷ و ۸ رسید، ترک‌هایی در ساختار ظاهر شد، اما این ترک‌ها به چارچوب ساختاری آسیب نزدند و ثبات کلی ساختمان حفظ شد.
در آزمایشی با شدت ۹ ریشتر، هرچند که ترک‌هایی در مدل ایجاد شد، اما ساختار اصلی خانه بدون فروپاشی یا آسیب شدید باقی ماند و مدل توانست آزمایش را با موفقیت پشت سر بگذارد.
شیاویان سان در این رابطه توضیح داد که ساختمان‌های چاپ سه‌بعدی از مزایای زیادی برخوردارند. این ساختمان‌ها امکان ساخت سریع و دقیق از طریق طراحی دیجیتال، تولید برهم‌افزا و پیش‌ساخت را فراهم می‌کنند و می‌توانند انواع مختلفی از اشکال معماری را در بر بگیرند.
علاوه بر این، طراحی دیوارهای توخالی این ساختمان‌ها می‌تواند شامل چارچوب‌های فولادی تقویت‌شده باشد که ساختاری مستحکم از بتن ایجاد می‌کند و عملکرد ضد زلزله و دوام طولانی مدت آن را بهبود می‌بخشد.
نیاز به تاییدیه و آزمایش‌های بیشتر
اگرچه این آزمایش‌ها نتایج امیدوارکننده‌ای ارائه داد، اما به‌عنوان یک روش ساخت نوآورانه، ساختمان‌های بتن چاپ سه‌بعدی هم‌چنان نیاز به دریافت تاییدیه‌های حرفه‌ای و آزمایش‌های عملی بیشتری دارند. این آزمایش‌ها می‌توانند تضمین کنند که این نوع ساختمان‌ها در شرایط واقعی و در مقیاس بزرگ‌تر نیز عملکرد مناسبی خواهند داشت.
پژوهشگران معتقدند که با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از این آزمایش‌ها، فناوری چاپ سه‌بعدی می‌تواند یک گزینه‌ی مهم و موثر برای ساخت ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله باشد. این فناوری، با توجه به ویژگی‌هایی نظیر ساخت سریع، کاهش هزینه‌ها و ایجاد سازه‌های پایدار، می‌تواند نقشی اساسی در تحول صنعت ساختمان‌سازی و بهبود ایمنی در برابر بلایای طبیعی ایفا کند
