Υγεία

Express κατασκευή σπιτιών μέσω 3D εκτύπωσης

Επιστήμονες του ΜΙΤ σχεδίασαν σύστημα που μπορεί να εκτυπώσει τη βασική δομή ενός ολόκληρου κτηρίου!

Ανοίγει ο δρόμος για ταχύτερη, φθηνότερη και πιο παραμετροποιήσιμη κατασκευή κτηρίων.

Η λίστα των υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο 3D printing έχει αυξηθεί σημαντικά, περιλαμβάνοντας πλέον όχι μόνο πλαστικό, αλλά και μέταλλο, γυαλί και ακόμα και τρόφιμα. Ωστόσο, επιστήμονες του ΜΙΤ πήγαν ένα βήμα παραπέρα, σχεδιάζοντας ένα σύστημα που μπορεί να εκτυπώσει τη βασική δομή ενός ολόκληρου κτηρίου.

Τα κτήρια που κατασκευάζονται με αυτό το σύστημα μπορούν να φτιαχτούν πιο γρήγορα και πιο φθηνά σε σχέση με τις σημερινές μεθόδους, υποστηρίζουν οι ερευνητές. Ένα τέτοιο κτήριο επίσης θα μπορούσε να προσαρμοστεί- παραμετροποιηθεί βάσει των συνθηκών ενός συγκεκριμένου χώρου και των επιθυμιών του δημιουργού του. Ακόμα και οι εσωτερικές δομές θα μπορούσαν να τροποποιηθούν με πολλούς νέους τρόπους, όπως πχ μέσω της χρήσης διαφορετικών υλικών καθώς η διαδικασία προχωρά, ενώ η πυκνότητα του υλικού θα μπορούσε να μεταβάλλεται για επίτευξη διαφορετικών στόχων όπως η αντοχή, η μόνωση κ.α.

Εν τέλει, λένε οι ερευνητές, αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για τον σχεδιασμό και την κατασκευή νέων ειδών κτιρίων, που δεν είναι εφικτό να οικοδομηθούν σήμερα, με «παραδοσιακές» μεθόδους.

Το συγκεκριμένο σύστημα περιγράφεται στο Science Robotics, σε paper των Στίβεν Κίτινγκ, Τζούλιαν Λίλαντ, Λέβι Κάι και Νέρι Όξμαν. Αποτελείται από ένα όχημα με έναν μεγάλο, βιομηχανικό ρομποτικό βραχίονα, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κατευθύνει οποιοδήποτε συμβατικό (ή όχι) ακροφύσιο έγχυσης όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στις οικοδομές πχ για την έγχυση τσιμέντου ή μονωτικού υλικού.

Αντίθετα με τα κλασικά συστήματα 3-D printing, τα περισσότερα από τα οποία χρησιμοποιούν κάποιο είδος κλειστής δομής για να στηρίζουν τα ακροφύσιά τους και περιορίζονται σε αντικείμενα που μπορούν να χωρέσουν μέσα της, το σύστημα αυτό μπορεί να κατασκευάσει οποιοδήποτε αντικείμενο, οποιουδήποτε μεγέθους.

Ενδεικτικά, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα πρωτότυπο για να κατασκευάσουν τη βασική δομή των τοίχων σε έναν θόλο διαμέτρου περίπου 16 μέτρων και ύψους 4 μέτρων- ένα εγχείρημα το οποίο ολοκληρώθηκε μέσα σε λιγότερο από 14 ώρες. Για αυτή τη δοκιμή, το σύστημα κατασκεύασε το πλαίσιο μονωτικού αφρού που χρησιμοποιείται κατά την οικοδόμηση ενός κτηρίου από τσιμέντο.

Η μέθοδος αυτή, στην οποία καλούπια αφρού πολυουρεθάνης γεμίζονται με τσιμέντο, είναι παρόμοια με «παραδοσιακές» τεχνικές που χρησιμοποιούνται στην οικοδομή. Οι ερευνητές έδειξαν πως το σύστημα μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα στα δεδομένα διαφορετικών χώρων και εξοπλισμών, εξηγεί ο Κίτινγκ στο MIT News.

Μακροπρόθεσμα το σύστημα προορίζεται να είναι εντελώς αυτάρκες, συλλέγοντας οικοδομικά υλικά από το έδαφος του χώρου οικοδομής- ενώ από ενεργειακής πλευράς σκοπός είναι να τροφοδοτείται με ηλιακή ενέργεια, μέσω ηλιακών συλλεκτών. Η ιδέα είναι ότι τέτοια συστήματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιούνται σε απομακρυσμένες περιοχές, π.χ. του αναπτυσσόμενου κόσμου, ή σε περιοχές που έχουν πληγεί από καταστροφές- αλλά και, στο απώτερο μέλλον, σε πραγματικά αφιλόξενους προορισμούς, όπως ο Άρης, η Σελήνη ή η Ανταρκτική.