به گزارش فولادنامه؛ صنعت ساختمان در جهان به سمت ساخت‌وساز سریع‌تر، کم‌هزینه‌تر و سازگارتر با محیط‌زیست حرکت می‌کند؛ مسیری که در آن اقتصاد چرخشی و استفاده مجدد از مصالح ساختمانی به یکی از مهم‌ترین اهداف تبدیل شده است. در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه آبردین اسکاتلند موفق به توسعه نسل جدیدی از اتصالات فولادی چاپ سه‌بعدی شده‌اند که می‌تواند ساختمان‌ها را به سازه‌هایی کاملاً قابل مونتاژ، جداسازی و استفاده مجدد تبدیل کند.
رشد سریع ساخت‌وساز مدولار
افزایش تقاضا برای ساختمان‌هایی که در مدت کوتاهی اجرا می‌شوند و همزمان اثرات زیست‌محیطی کمتری دارند، موجب رشد چشمگیر ساخت‌وساز مدولار در جهان شده است. برآوردها نشان می‌دهد ارزش این بازار از ۱۰۰.۷۷ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۶ به حدود ۱۷۵.۶۴ میلیارد دلار تا سال ۲۰۳۴ خواهد رسید؛ بازاری که اکنون منطقه آسیا ـ اقیانوسیه با سهم بیش از ۴۵ درصد، بزرگ‌ترین بازیگر آن محسوب می‌شود.
در چنین شرایطی، صنعت ساختمان بیش از هر زمان دیگری به اتصالاتی نیاز دارد که علاوه بر سرعت‌بخشیدن به فرآیند نصب، امکان باز کردن کامل سازه و استفاده مجدد از اجزای آن را نیز فراهم کنند؛ موضوعی که یکی از اصول کلیدی اقتصاد چرخشی به شمار می‌رود.
این پروژه حاصل همکاری پژوهشگران دانشگاه آبردین و دانشگاه پلی‌تکنیک میلان است. ایده اولیه آن در سال ۲۰۲۳ و در قالب رساله دکترای احسان بخشی‌وند شکل گرفت و با هدایت دکتر علیرضا باقری، پروفسور اورنلا یوریو و پروفسور باربارا پرویتالی توسعه یافت. نمونه‌های اولیه این اتصالات نیز در آزمایشگاه‌های AS_Lab و AddMe Lab دانشگاه پلی‌تکنیک میلان تولید شدند.

ساختمان‌هایی که بدون تخریب دوباره ساخته می‌شوند
دکتر علیرضا باقری، دانشیار مهندسی دانشگاه آبردین، هدف اصلی این پروژه را توسعه روشی هوشمندانه‌تر برای ساخت ساختمان‌ها عنوان کرده و اظهار کرد: اتصالات فولادی چاپ سه‌بعدی این امکان را فراهم می‌کنند که ساختمان‌ها به‌سرعت مونتاژ شوند، در صورت نیاز تغییر کاربری پیدا کنند و در پایان عمر مفید خود بدون آسیب دیدن اجزا، به‌طور کامل از هم باز شوند.
به گفته وی، این فناوری ضمن کاهش چشمگیر ضایعات ساختمانی، سرعت اجرای پروژه‌ها را افزایش داده، عمر مفید ساختمان را بیشتر می‌کند و اثرات زیست‌محیطی صنعت ساختمان را کاهش می‌دهد.
چرا فولاد؟
به گفته پژوهشگران، فولاد بهترین گزینه برای این فناوری است؛ زیرا چاپ سه‌بعدی مستقیماً روی زیرلایه‌های فولادی انجام می‌شود و استفاده از یک جنس واحد، سازگاری متالورژیکی، انتقال بهینه بار و یکپارچگی سازه را تضمین می‌کند.
علاوه بر این، فناوری ساخت افزایشی فلزی (Metal Additive Manufacturing) امکان طراحی هندسه‌های بسیار پیچیده، کنترل رفتار سازه، کاهش مصرف مواد اولیه و تولید اتصالات کاملاً سفارشی را فراهم می‌کند؛ قابلیتی که در روش‌های سنتی ساخت اتصالات وجود ندارد.
این فناوری تنها یک نمونه آزمایشگاهی نیست. نتایج آن در نشریه معتبر Journal of Constructional Steel Research منتشر شده است.
مطالعه منتشرشده نشان می‌دهد اتصالات جدید با استفاده از فناوری‌های Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) و Laser Metal Deposition (LMD) ساخته شده‌اند و عملکرد آن‌ها از نظر تحمل بارهای ثقلی و رفتار سازه‌ای با اتصالات متداول قابل رقابت است. علاوه بر این، این فناوری می‌تواند زمان اجرای پروژه، مصرف فولاد و نیاز به نیروی انسانی را کاهش دهد و امکان استفاده مجدد از سازه را فراهم کند.
نوآوری کلیدی
یکی از مهم‌ترین دستاوردهای این پروژه، توسعه فناوری چاپ مستقیم روی ورق‌های فولادی با ضخامت یک تا سه میلی‌متر است؛ چالشی که تاکنون یکی از موانع اصلی توسعه چاپ سه‌بعدی فلز در صنعت ساختمان محسوب می‌شد.
پژوهشگران اعلام کرده‌اند این فناوری اعوجاج و تنش‌های پسماند را به میزان قابل توجهی کاهش داده و امکان تولید صنعتی این اتصالات را فراهم کرده است؛ همچنین برای این فناوری درخواست ثبت اختراع نیز ارائه شده است.
آینده صنعت ساختمان
کارشناسان معتقدند چاپ سه‌بعدی فلز می‌تواند به یکی از مهم‌ترین فناوری‌های تحول‌آفرین صنعت ساختمان تبدیل شود. کاهش مصرف فولاد، کاهش نخاله‌های ساختمانی، امکان استفاده مجدد از اجزای سازه، کاهش انتشار کربن و افزایش سرعت اجرا، از مهم‌ترین مزیت‌های این فناوری به شمار می‌رود.
در شرایطی که بسیاری از کشورها به دنبال کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و حرکت به سمت اقتصاد چرخشی هستند، توسعه اتصالات فولادی چاپ سه‌بعدی می‌تواند نقش مهمی در آینده ساخت‌وساز مدولار و پایدار ایفا کند؛ آینده‌ای که در آن ساختمان‌ها دیگر سازه‌هایی یک‌بارمصرف نخواهند بود، بلکه به منابعی قابل بازیافت و قابل استفاده مجدد تبدیل می‌شوند.


منبع: ایراسین