اولین پرینتر سه‌بعدی جرثقیل برجی جهان می‌تواند آسمان‌خراش‌های بتنی تا ارتفاع ۱۰۰ متر بسازد

وقتی بیشتر مردم یک خانه پرینت سه‌بعدی را تصور می‌کنند، یک گنبد بتنی کوچک و تک‌طبقه در یک قطعه زمین حومه شهر یا یک منطقه آزمایشی بیابانی به ذهنشان می‌آید. این فناوری مدت‌ها به عنوان یک راه‌حل خاص برای زندگی خارج از شبکه یا معماری‌های عجیب و غریب دیده می‌شد که توسط قاب‌های فلزی عظیمی که برای پرینت آن‌ها لازم بود، محدود شده بود.

اما این محدودیت کم‌ارتفاع بودن اکنون شکسته شده است. شرکت رباتیک استرالیایی لایتن (Luyten) از سیستم «اسند A27» رونمایی کرده است؛ سیستمی که یک جرثقیل برجی استاندارد را به یک پرینتر سه‌بعدی رباتیک تبدیل می‌کند که قادر است آسمان‌خراش‌های بتنی تا ارتفاع ۳۲۸ فوت (۱۰۰ متر) بسازد.[1][2]

برای مستأجران شهری و خریداران احتمالی آپارتمان، این تغییر از پرینت سه‌بعدی افقی به عمودی یک تحول حیاتی است. بیشترین تقاضا برای مسکن در مراکز متراکم شهری است که زمین گران است و تنها جهت منطقی برای ساخت و ساز، رو به بالاست. تا کنون، پرینت سه‌بعدی نمی‌توانست به حل کمبود مسکن شهری کمک کند، زیرا پرینترهای دروازه‌ای سنتی – که روی ریل‌های ثابت مانند یک پرینتر رومیزی کار می‌کنند – حداکثر تا حدود سه طبقه ارتفاع می‌گیرند.[2]

«اسند A27» با نصب سر اکستروژن رباتیک مستقیماً روی یک جرثقیل برجی، این گلوگاه را دور می‌زند. به گفته لایتن، این سیستم می‌تواند در شعاع کاری ۱۴۸ فوت (حدود ۴۵ متر) کار کند و به یک نقطه نصب واحد اجازه می‌دهد تا یک سایت ساختمانی عظیم شهری را پوشش دهد. همانطور که ساختمان بالا می‌رود، جرثقیل به سادگی آن را دنبال می‌کند و بتن را لایه به لایه مستقیماً از روی یک طرح دیجیتال رسوب می‌دهد.[1]

پیامدهای این فناوری برای زمان‌بندی ساخت و ساز و اختلال در محله‌ها قابل توجه است. ساخت و ساز سنتی ساختمان‌های بلندمرتبه نیازمند قالب‌بندی گسترده است – ساخت قالب‌های موقت چوبی یا فولادی برای ریختن بتن – که کاری پرزحمت، کند و تولیدکننده ضایعات قابل توجهی است.

با پرینت مستقیم عناصر سازه‌ای، توسعه‌دهندگان می‌توانند به طور کامل از قالب‌بندی صرف نظر کنند. لایتن ادعا می‌کند که سیستم «اسند» می‌تواند تنها در یک تا دو روز در محل نصب و راه‌اندازی شود و اصطکاک راه‌اندازی را که معمولاً پروژه‌های بزرگ را به تأخیر می‌اندازد، به شدت کاهش دهد.[3]

برای عملی کردن پرینت عمودی، خودِ مصالح باید تکامل می‌یافت. پمپاژ بتن صدها فوت به هوا در حالی که ویسکوزیته دقیق مورد نیاز برای پرینت سه‌بعدی حفظ شود، یک چالش پیچیده در دینامیک سیالات است. این سیستم از یک ترکیب اختصاصی به نام «آلتیمیت‌کریت» (Ultimatecrete) استفاده می‌کند که به طور خاص برای اکستروژن رباتیک مهندسی شده است.

این ماده برای ارائه استحکام بالا، خواص جریان کنترل‌شده و اتصال فوری لایه به لایه طراحی شده است تا اطمینان حاصل شود که لایه‌های پایینی می‌توانند وزن سازه را در حین بالا رفتن تا ۳۰ طبقه تحمل کنند.[1][2]

این سیستم همچنین به شدت به هوش مصنوعی متکی است تا هرج و مرج یک سایت ساختمانی فعال را مدیریت کند. پلتفرم «اسند» از نرم‌افزار مبتنی بر هوش مصنوعی برای تولید مسیرهای پرینت خودکار، بهینه‌سازی جریان کار ساخت و ساز و نظارت بر پیشرفت در زمان واقعی استفاده می‌کند. این نظارت دیجیتال تضمین می‌کند که بتن دقیقاً در جایی که مدل معماری تعیین کرده است، رسوب کند و خطای انسانی و ضایعات مصالح را که بلای جان سایت‌های ساختمانی سنتی است، به حداقل می‌رساند.[2]

در حالی که لایتن در حال حاضر پیشتاز این حرکت عمودی است، تنها شرکتی نیست که در حال بازنگری در جرثقیل‌هاست. شرکت تولیدکننده ایتالیایی WASP سال‌ها صرف توسعه سیستم‌های پرینت سه‌بعدی مدولار و مشارکتی کرده است که جرثقیل‌های ساختمانی سنتی را برای تولید دیجیتال بازتفسیر می‌کنند. با این حال، ادغام خاص «اسند A27» با معماری استاندارد جرثقیل برجی، نشان‌دهنده یک چرخش متمایز به سمت بخش تجاری سنگین و بلندمرتبه‌سازی است.

برای شهرنشینان عادی، وعده پرینت سه‌بعدی با جرثقیل برجی فقط در مورد سرعت نیست، بلکه در مورد محصول نهایی است. پرینت خودکار بتن امکان طراحی‌های معماری پیچیده و منحنی را فراهم می‌کند که ساخت آن‌ها با استفاده از قالب‌بندی سنتی بسیار پرهزینه خواهد بود. با بلوغ این فناوری و عبور آن از کدهای ایمنی سخت‌گیرانه شهرداری‌های شهری، ممکن است آپارتمان بعدی که در محله شما ساخته می‌شود، نه توسط تیمی متشکل از صدها نفر، بلکه توسط یک جرثقیل ساکت و در کسری از زمان پرینت شود.[1]