hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
نزالات السوبر بي إف إل: معركة العمالقة الخلفية
سيُقام بالحدث نزال في وزن الديك بين بطل بيلاتور المؤقت السابق لوزن الديك راوفيون ستوتس وماركوس برينو في الحدث. كان من المقرر مسبقًا أن يلتقيا في سلسلة بيلاتور تشامبيونز الرابعة، لكن النزال أُزيل من الحدث لأسباب غير معروفة.
التخصصات الجيولوجية
التخصصات الجيولوجية هو مصطلحٌ صاغتهُ جمعيةُ الأعمالِ الجغرافيةِ المهنية للإشارةِ إلى مختلفِ التخصصاتِ التقنيةِ التي تشملُ الهندسة وخدماتِ الأرضِ والبيئةِ المُطبّقةِ على الظروفِ أو الهياكلِ أو التكويناتِ الموجودةِ تحتَ الأرضِ ("تحتَ السطح")، وعلى سطحِ الأرض، والمُتّصلةِ بسطحِ الأرض. وتشملُ التخصصاتُ الرئيسية، كفئاتٍ رئيسية:
يتضمّنُ كلُّ تخصصٍ تخصّصاتٍ فرعية، يتمّ الاعترافُ بالعديدِ منها من خلالِ التعييناتِ المهنيةِ التي تمنحُها الحكوماتُ والجمعياتُ أو الرابطاتُ بناءً على تعليمِ الشخصِ وتدريبهِ وخِبرتهِ وإنجازاتِهِ التعليمية. في الولاياتِ المتحدة، يجبُ أنْ يكونَ المهندسونَ مُرَخّصين في الولايةِ أو الإقليمِ الذي يُمارسونَ فيهِ الهندسة. تُرخّصُ مُعظمُ الولاياتِ الجيولوجيين، وتُرخّصُ العديدُ من الولاياتِ "مهنيّي المواقع" البيئية. تُرخّصُ العديدُ من الولاياتِ جيولوجيّي الهندسةِ وتُعترفُ بهندسةِ الأرضِ من خلالِ قانونِ منحِ لقبِ هندسةِ الأرض.
التخصصات الجيولوجية هندسة جيوتقنية
على الرغم من أن الهندسة الجيوتقنية تطبّق لأغراض متعدّدة، إلا أنّها ضرورية لتصميم الأساسات. وعلى هذا النحو فإن الهندسة الجيوتقنية تطبّق على كلّ هيكل موجود أو جديد يشمل ذلك المباني والطرق والجسور والأنفاق والموانئ والمطارات والخزانات وما إلى ذلك.
يشمل عمل الهندسة الجيوتقنية عادةً دراسة الظروف تحت السطح باستخدام تقنيات مختلفة لأخذ العيّنات، والاختبار في الموقع، وتقنيات أخرى لتوصيف الموقع. عادةً ما تكون أداة الخدمة المهنية في هذه الحالات هي تقرير ينقل من خلاله مهندسو الأرض المعلومات التي تمّ تكليفهم بتقديمها، وهي عادةً: النتائج التي توصّلوا إليها؛ آراؤهم حول موادّ وظروف ما تحت السطح؛ حكمهم على كيفية تصرّف الموادّ والظروف تحت السطح التي يفترض وجودها عند تعرّضها للأحمال أو استخدامها كموادّ بناء؛ وتوصياتهم الأولية لاستخدام الموادّ أو أنظمة الأساسات المناسبة، والأخيرة تستند إلى معرفتهم بحجم الهيكل وشكله ووزنه وما إلى ذلك، والتفاعلات المحتملة بين ما تحت السطح والبنية.
تشاني (شخصية)
تشاني (بالإنجليزية: Chani؛ /ˈtʃeɪni/ CHAY-nee أو /ˈtʃɑːni/ CHAH-nee) هي شخصية خيالية من سلسلة فرنشايز كثيب التي ألَّفها فرانك هربرت. ظهرت في رواية كثيب ومسيح كثيب. تُعرف بشكل أساسي بأنها زوجة فرمِنية وعشيقة بطل الرواية بول آتريديز القانونية، وهي ابنة عالم الكواكب الإمبراطوري لييت كاينز وزوجته الفرمِنية فارولا، ولاحقًا والدة التوأم غنيمة وليتو الثاني آتريديز. تم إحياء الشخصية لاحقًا كغولا، وظهرت في صيادو كثيب (2006) وديدان رمال كثيب (2007)، روايات برايان هربرت وكيفن ج. أندرسون التي تكمل السلسلة الأصلية.
لعبت الممثلة شون يونغ دور تشاني في فيلم ديفيد لينش كثيب (1984)، ولعبت باربورا كوديتوفا دورها في المسلسل القصير كثيب لفرانك هربرت (2000) لجون هاريسون وتكملته ذرية كثيب لفرانك هربرت (2003). لعبت زيندايا دور الشخصية في فيلم كثيب (2021) لديني فيلنوف تكملته 2024.
طباعة المباني ثلاثية الأبعاد
طباعة المباني ثلاثية الأبعاد (بالإنجليزية: c3Dp) هي تقنياتٍ مُختلفةٍ تستخدمُ الطباعةَ ثلاثيةَ الأبعاد كطريقةٍ أساسيةٍ لتصنيعِ المباني أو مُكوّناتِ البناء. وتشملُ المُصطلحاتُ البديلةُ لهذهِ العمليةِ "البناءَ الإضافيّ". يُشيرُ مُصطلحُ "الخرسانةُ ثلاثيةُ الأبعاد" إلى تقنياتِ بثقِ الخرسانة، بينما تُشيرُ مُصطلحاتُ نظامِ البناءِ الروبوتيّ المُستقلّ (ARCS) والتصنيعِ الإضافيّ واسعِ النطاقِ (LSAM) والبناءِ الحرّ (FC) إلى مجموعاتٍ فرعيةٍ أخرى.
على مقياسِ البناء، فإنّ طرقَ الطباعةِ ثلاثيةَ الأبعاد الرئيسيةَ هي البثقُ (الخرسانة/الأسمنت، الشمع، الرغوة، البوليمرات)، وربطُ المسحوقِ (ربطُ البوليمر، الرّبطُ التفاعليّ، التلبيد)، واللّحامُ الإضافيّ.
طباعة المباني ثلاثية الأبعاد
عُرضت عدد منَ الأساليبِ المُختلفةِ حتى الآن، والتي تشملُ تصنيعَ المباني ومُكوّناتِ البناءِ في الموقعِ وخارجَه، باستخدامِ الروبوتاتِ الصناعيةِ وأنظمةِ الجسرِ والمركباتِ المُستقلةِ. وشملتْ عروضُ تقنياتِ طباعةِ البناءِ ثلاثيةَ الأبعادِ تصنيعَ المساكن، ومُكوّناتِ البناءِ (الكسوةِ والألواحِ الهيكليةِ والأعمدة)، والجسورِ والبنيةِ التحتيةِ المدنية، والشعابِ المرجانيةِ الاصطناعية، والهياكلِ الزخرفيةِ، والمنحوتات.
تُعدّ طباعةُ الخرسانةِ ثلاثيةُ الأبعادِ بالفعل تقنيةً واعدةً لديها القدرةُ على إحداثِ ثورةٍ في بناءِ المباني والهياكلِ بأشكالٍ جديدةٍ ومُعقّدة، مما يُوفّرُ الوقتَ والموادّ والعمالةَ والتكاليف، معَ تعزيزِ الاستدامةِ والتأثيرِ البيئيّ للبناءِ في الوقتِ نفسه. ومعَ ذلك، تُواجهُ هذهِ التقنيةُ عقباتٍ وتحدّياتٍ مُختلفة، مثلَ اختيارِ وتصميمِ خلطاتِ الموادّ، وجودةِ العمليةِ والتحكّمِ فيها، والسلامةِ الهيكلية، ومتانةِ الهياكلِ المطبوعةِ ثلاثيةَ الأبعاد، بالإضافةِ إلى تنظيمِ الصناعةِ وتوحيدِ معاييرها.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد
تُشير طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد، أو ببساطة طباعة الخرسانة، إلى عملياتِ التصنيع الرقمي للموادّ الأسمنتية بناءً على إحدى تقنياتِ الطباعة ثلاثية الأبعاد. تُلغي الخرسانةُ المطبوعةُ ثلاثيةَ الأبعادِ الحاجةَ إلى القوالب، ممّا يُقلّلُ من هدرِ الموادّ ويسمحُ بِحريّةٍ هندسيةٍ أكبرَ في الهياكلِ المُعقّدة. معَ التطوّراتِ الأخيرةِ في تصميمِ الخلطاتِ وتقنيةِ الطباعةِ ثلاثيةِ الأبعادِ على مدارِ العقدِ الماضي، نمتْ طباعةُ الخرسانةِ ثلاثيةُ الأبعادِ بشكلٍ كبيرٍ منذِ ظهورِها في التسعينيات. وتشملُ التطبيقاتُ المعماريةُ والهيكليةُ للخرسانةِ المطبوعةِ ثلاثيةَ الأبعادِ إنتاجَ قوالبِ البناء ووحدات البناء وأثاث الشوارع وجسورِ المُشاةِ والهياكلِ السكنيةِ مُنخفضةِ الارتفاع.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تاريخ
لطالما كان أتمتة عمليات البناء مجالًا لـلـبحث في العمارة والهندسة المدنية منذ القرن العشرين. ركزت النهج الأولى على أتمتة البناء. في عام 1904 حصل جون توماس على براءة اختراع لآلة وضع الطوب في الولايات المتحدة. وبحلول الستينيات تطورت التكنولوجيا بشكل كبير وكانت المعدات الوظيفية تُستخدم في مواقع البناء مثل موتور ماسون.
طُورت أيضًا في الوقت ذاته عمليات أتمتة تشييد الخرسانة. فقد طُورت تقنية الصب المنزلق، وهي تقنية مستخدمة على نطاق واسع اليوم لبناء النوى الخرسانية الرأسية للمباني الشاهقة، في أوائل القرن العشرين لبناء الصوامع ومصاعد الحبوب. وقد كان جيمس ماكدونالد، من شركة ماكدونالد للهندسة بشيكاغو، رائدًا في هذا المفهوم، ونشره ميلكو س. كيتشوم في كتاب مصور بعنوان: "تصميم الجدران والصوامع ومصاعد الحبوب" عام 1907. وفي وقت لاحق، نشر ماكدونالد ورقة علمية بعنوان: "القوالب المتحركة لصوامع تخزين الخرسانة المسلحة" عام 1911. وأخيرًا، مُنح ماكدونالد في 24 مايو 1917 براءة اختراع أمريكية عن جهاز لتحريك ورفع قالب خرساني في مستوى رأسي.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تاريخ
استمرت الابتكارات في أتمتة عمليات صب الخرسانة طوال القرن العشرين. طُورت عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد لأول مرة في الثمانينيات للبوليمرات الضوئية والبلاستيك الحراري. وظلت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لفترة من الوقت مقتصرة على القطاعات ذات القيمة المضافة العالية مثل صناعات الطيران والفضاء والطب الحيوي بسبب التكلفة الباهظة للمواد. ومع ذلك، ومع نمو قاعدة المعرفة بالطباعة ثلاثية الأبعاد، طُورت عمليات تصنيع مضافة جديدة لمواد أخرى، بما في ذلك الخرسانة. نشأت تقنية الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد من معهد رينسيلار للعلوم التطبيقية في نيويورك عندما طبق جوزيف بينيا التصنيع المضاف على الخرسانة لأول مرة عام 1997. وكانت هذه التجربة مجرد إثبات للمفهوم، لكن بينيا أدرك صناعة الروبوتات النامية ورأى فيها فرصة لأتمتة عملية البناء، مع تقليل التكاليف وإنتاج النفايات. وأصبحت أبحاث بينيا لاحقًا أساسًا لنفث الموثق، أو الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد القائمة على المسحوق.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تاريخ
طور بهرخ خوشنيفس في جامعة جنوب كاليفورنيا عام 1998 تقنية البناء الكنتوري، والتي كانت أول جهاز بثق طبقات للخرسانة. استخدم النظام رافعة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لأتمتة عملية الصب وكان قادرًا على إنشاء أسطح كونتورية ناعمة. صمم خوشنيفس هذا النظام في البداية ليكون بمثابة بناء سريع للمنازل لمعالجة آثار الكوارث الطبيعية، وادعى أن النظام يمكنه إكمال منزل في يوم واحد. ومع الابتكارات في المواد، وتصميم الخلطات، وتقنية الطباعة، قام الباحثون والمهندسون منذ ذلك الحين بتوسيع هاتين التقنيتين للطباعة، والتي سيتم مناقشتها بمزيد من التفصيل في القسم التالي.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد طرق البناء
عُرضت عدد من الأساليب المختلفة حتى الآن، والتي تشمل تصنيع عناصر البناء أو المباني بأكملها في الموقع وخارج الموقع، باستخدام الروبوتات الصناعية، وأنظمة الجسور المتحركة، والمركبات المستقلة المربوطة. وشملت عروض تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في البناء تصنيع المساكن، وعناصر البناء (الكسوة، والألواح الهيكلية، والأعمدة)، والجسور، والبنية التحتية المدنية، والشعاب المرجانية الاصطناعية، والمباني الصغيرة، والمنحوتات. وتُستخدم حاليًا ثلاث طرق بناء مختلفة في الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد: نفث الموثق، والخرسانة المرشوشة الروبوتية،  وبثق المواد الطبقي.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد طرق البناء
طُورت طباعة نفث الموثق ثلاثية الأبعاد، والمعروفة أيضًا باسم الطباعة ثلاثية الأبعاد ذات الطبقة المسحوقة والموثق، في الأصل في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لتنشيط مسحوق النشا أو الجبس بالماء كموثق، قبل أن يطبق جوزيف بينيا النظام على الخرسانة. في نفث الموثق، تضع رأس الطباعة بشكل انتقائي رابطًا سائلًا على طبقة أساسية مسحوقة، طبقة تلو الأخرى. يتراوح ارتفاع الطبقة عادةً بين 0.2 و2 مم ويحدد كلًا من السرعة ومستوى التفاصيل في الجزء النهائي. تُعد خطوات ما بعد المعالجة ضرورية في نفث الموثق بمجرد اكتمال التصنيع الطبقي. أولًا، يلزم إزالة المسحوق غير المتماسك ميكانيكيًا، باستخدام الفرش وأنابيب التفريغ. وقد تكون خطوات المعالجة الإضافية ضرورية أيضًا في الأفران ذات الرطوبة ودرجة الحرارة الخاضعة للتحكم أو الموجات الدقيقة. أخيرًا، يمكن أيضًا وضع طبقات على السطح لدمج ميزات السطح الصغيرة أو لتحسين جودة سطح الجزء. وتُعد المواد النموذجية المستخدمة للطلاء هي راتنجات البوليستر أو الإيبوكسي.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد طرق البناء
أثبت إنريكو ديني، من خلال شركة "دي-شيب"، إمكانية الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد باستخدام تقنيات نفث الموثق على نطاق واسع. تعتمد "دي-شيب" على أسمنت سوريل غير هيدروليكي يعتمد على رمل مُنشط بأكسيد المغنيسيوم في طبقة المسحوق ومحلول سائل من كلوريد المغنيسيوم كموثق. وقد استُخدمت هذه التقنية بشكل أساسي لصنع الأثاث، مثل طاولة قهوة وكرسي "روت" الذي صممته شركة "كيه أو إل/ماك إل إل سي" للهندسة المعمارية والتصميم عام 2009. علاوة على ذلك، أنتجت "دي-شيب" أجزاء معمارية كبيرة، مثل جناح "راديولاريا" 3 × 3 × 3 أمتار الذي صممه ستوديو شيرو في عام 2008، و"بيت فيريري" لمعرض تريانالي دي ميلانو في عام 2010، وجسر للمشاة بطول اثني عشر مترًا صممته شركة أكسيونا في مدريد، في عام 2017.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد طرق البناء
مقارنةً بطرق الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى للتطبيقات المعمارية، يتيح نفث الموثق درجة أعلى من حرية التصميم الهندسي، بما في ذلك إمكانية إنشاء دعائم أو بروزات غير مدعومة وأجزاء مجوفة. وعلى عكس عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى التي تتطلب هياكل دعم إضافية، يعتمد نفث الموثق على طبقة من المسحوق غير المتماسك لضمان الدعم المستمر للطبقات المتتالية أثناء التصنيع.
عادةً، في طباعة نفث الموثق ثلاثية الأبعاد، يمكن إعادة استخدام المسحوق المتبقي للأجزاء المستقبلية. ومع ذلك، فإن قابلية إعادة تدوير مسحوق الأسمنت والركام إشكالية بسبب التعرض للرطوبة المحيطة، مما قد يؤدي إلى بدء عملية الإماهة. لذلك، فإن طباعة نفث الموثق ثلاثية الأبعاد ليست مناسبة لأعمال البناء في الموقع.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد طرق البناء
تتضمن طباعة البثق الطبقي ثلاثية الأبعاد للخرسانة فوهة يتم التحكم فيها عدديًا تقوم بثق طبقة من العجينة الإسمنتية بدقة، طبقة تلو الأخرى. تتراوح سماكة الطبقات بشكل عام بين 5 مم وبضعة سنتيمترات. وقد تكون فوهة البثق مصحوبة بأداة تسوية أوتوماتيكية تعمل على تسوية الطبقات المطبوعة ثلاثية الأبعاد وتغطية الأخاديد الموجودة على الواجهات بين الطبقات، مما ينتج عنه سطح خرساني أملس. وقد طُرحت خطوات أتمتة إضافية للدمج في خطوة تصنيع واحدة لقضبان التسليح الفولاذية المعيارية أو خدمات البناء المتكاملة، مثل أنابيب السباكة أو القنوات الكهربائية. بالنسبة لهذه العملية، تُعد تخطيط العملية وسرعة الترسيب من العوامل الحاسمة التي تؤثر على معدل تصلب وتصلب المادة.
تُعد طباعة البثق الطبقي ثلاثية الأبعاد للخرسانة هي الأكثر استخدامًا في البناء في الموقع وتُستخدم مع الطابعات ثلاثية الأبعاد واسعة النطاق. وقد حظيت هذه التقنية باهتمام متزايد مؤخرًا، حيث تقوم العديد من الجامعات والشركات الناشئة وشركات البناء الراسخة البارزة بتطوير أجهزة مخصصة وخلطات خرسانية وإعدادات أتمتة لطباعة بثق الخرسانة ثلاثية الأبعاد. تشمل التطبيقات الجسور والأعمدة والجدران وألواح الأرضيات وأثاث الشوارع وخزانات المياه والمباني بأكملها، سواء في التجهيز المسبق أو في إعدادات الموقع.
على عكس صب الخرسانة التقليدي والرش، لا تحتاج طباعة البثق الطبقي ثلاثية الأبعاد إلى قوالب. وهذه ميزة كبيرة بالنظر إلى أن القوالب في تشييد الخرسانة يمكن أن تمثل 50-80٪ من الموارد، أي أكثر من المواد الخام والتعزيزات والعمالة مجتمعة. تتمثل التحديات الرئيسية لبثق الخرسانة الطبقي في ضبط سلوك تدفق الخرسانة حسب الطلب، ودمج التعزيزات، وتشكيل فواصل باردة عند الواجهة بين الطبقات المتتالية.
يتم تضمين الصب المنزلق الروبوتي، وهي عملية طُورت في المعهد الاتحادي السويسري للتقانة في زيورخ تحت اسم (بالإنجليزية: Smart Dynamic Casting)‏،  أحيانًا في مجموعة عمليات الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد، جنبًا إلى جنب مع البثق الطبقي ونفث الموثق. تتناسب العملية بشكل فضفاض مع تعريف الطباعة ثلاثية الأبعاد، نظرًا لطبيعتها المضافة، حيث يتم بثق المادة ببطء من خلال قالب مشغل يمكنه تغيير قسمه. ومع ذلك، بخلاف عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى، فإن الصب المنزلق هو عملية مستمرة، وليست متقطعة أو قائمة على الطبقات، وبالتالي فهي مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بعمليات التشكيل مثل الصب والبثق.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تكنولوجيا
توجد فئات رئيسية قليلة من الروبوتات المستخدمة في الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد، والتي تعتمد على التطبيق وحجم المشروع وتقنية الطباعة. وتتكون جميع طابعات البناء ثلاثية الأبعاد بشكل عام من هيكل دعم ورأس طباعة مزود بفوهة تقوم ببثق الخرسانة. وعادةً ما تُستخدم الطابعات بالترادف مع برامج النمذجة التي تقوم بتحميل خطط البناء مباشرةً إلى الطابعة.
روبوتات الجسور المتحركة: تُعد روبوتات الجسور المتحركة هي الأكثر شيوعًا في الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد، وتتكون من نظام جسر متحرك مع أنظمة الخلط والترسيب. ويمكن أن تتراوح من نماذج المختبرات الصغيرة إلى الطابعات واسعة النطاق لطباعة مكونات أو هياكل كاملة. وعادةً ما تقتصر هذه الطابعات على عمليات البثق الرأسية ولكنها تتميز بارتفاع الاستقرار وسهولة التوسع للمشاريع الكبيرة. ويجب أن تكون روبوتات الجسور المتحركة أكبر من الهيكل المُجمّع، مما قد يزيد من تكلفة النقل والإعداد. ومع ذلك، فهي الأسهل في التحكم بين جميع الطابعات ثلاثية الأبعاد.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تكنولوجيا
النظام الذي يحركه الكابل: في النظام الذي يحركه الكابل، يتم تعليق رأس الطباعة بين عدة نقاط ثابتة داخل إطار. ويتمتع بحرية هندسية أكبر من نظام الجسر المتحرك وهو أخف وزنًا وأسهل في النقل. ومع ذلك، فإنه يتطلب مساحة واسعة للمعدات والتخطيط ضروري حتى لا تتداخل الكابلات مع الهيكل المطبوع.
الذراع الروبوتية: يشبه هذا النظام الأذرع الروبوتية التي تظهر في خطوط التجميع، والتي تتمتع بحركة من ستة محاور وأكبر قدر من الحرية في أنظمة الطباعة ثلاثية الأبعاد. كما أنها قادرة على ترسيب الخرسانة، ودمج مكونات مثل حديد التسليح، وتنفيذ أي معالجة لاحقة قد تكون مطلوبة بعد تماسك الخرسانة. وتُعد الأذرع الروبوتية هي النظام الأكثر إحكاما ولكنها تُستخدم بشكل أكثر شيوعًا للتطبيقات صغيرة النطاق. ومع ذلك، تتوفر الآن أذرع روبوتية واسعة النطاق تعتمد على معدات البناء الثقيلة، حيث تجمع بين حجم الطباعة لأنظمة الجسور المتحركة الكبيرة وقابلية النقل لأي معدات بناء قياسية.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تكنولوجيا
بالإضافة إلى نوع الطابعة، تؤثر معلمات الطابعة المحددة بشكل كبير على الأداء النهائي للخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد ويجب اختيارها بعناية عند التخطيط لبناء الطباعة ثلاثية الأبعاد. يمكن ببساطة تقسيم هذه المعلمات إلى تصميم رأس الطباعة وسرعة الطباعة.
يجب اختيار رأس الطباعة بحيث يمكن أن تمر خليط الخرسانة بسلاسة عبر الفوهة وإنشاء تأثير الترابط بين كل طبقة، مع بدء عملية التصلب أيضًا. على غرار اختيار الطابعة، تختلف أشكال وأحجام الفوهات اعتمادًا على التطبيق. عادةً ما تتمتع عينات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد من الفوهات ذات الثقوب المستطيلة بقوة أعلى من تلك المطبوعة بفوهات دائرية، لأن هناك فجوات أقل بين كل طبقة مطبوعة. ومع ذلك، فإن الفوهات الدائرية أكثر مهارة في طباعة الأشكال الهندسية المعقدة. بالنسبة للعينات المطبوعة من نفس نوع الفوهة، تتحسن الخواص الميكانيكية عند استخدام فوهة أكبر.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تكنولوجيا
ارتفاع رأس الطباعة هو ارتفاع الفوهة بالنسبة لمنصة الطباعة. تؤثر هذه المعلمة على جودة السطح بين الطبقات بما في ذلك قوة الترابط، ويجب ضبطها بدقة. سيؤدي رأس الطباعة المرتفع جدًا إلى تقليل قوة الترابط بين الطبقات، مما يتسبب في شكل غير مستقر. قد تتداخل الفوهة القريبة جدًا من سطح الطباعة مع عملية الطباعة وتضع أحمالًا إضافية على الخرسانة. تقترح الأبحاث ارتفاع طباعة يساوي عرض الفوهة.
تؤثر سرعة رأس الطباعة أيضًا على قوة الترابط. تؤدي زيادة سرعة الفوهة عمومًا إلى تقليل قوة التماسك، حيث يكون لدى الخرسانة القليل من الوقت للتصلب في مكانها. ومع ذلك، فإن قضاء وقت طويل جدًا في طباعة طبقات متتالية يقلل من الترابط بين الطبقات، لذلك يجب إنشاء توازن يراعي القوة دون الانهيار المبكر. تشمل العوامل الأخرى التي تؤثر على جودة الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد المضخات وعناصر التحكم المستخدمة لمراقبة الطابعة، بالإضافة إلى تصميم خليط الخرسانة.
شهدت تقنية الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد نموًا هائلاً على مدار العقد الماضي، ومن المتوقع أن يستمر هذا النمو مع تعلم الباحثين المزيد عن البرامج والأجهزة وقدرات البناء لهذه الطابعات. فيما يلي بعض الشركات البارزة والطابعات ثلاثية الأبعاد التي تُستخدم عالميًا:
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تصميم الخليط
تُعد قابلية البناء وقابلية البثق للخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد من أهم خصائص تصميم الخليط. تُعرف قابلية البثق بأنها قدرة الخليط على المرور عبر الفوهات في رأس الطباعة، بينما تُعرف قابلية البناء بأنها القدرة على دعم الطبقات الإضافية. تُحدد هذه الخصائص من خلال قوام وتماسك وثبات الخليط، والتي تنبع من تصميم الخليط والمواد المختارة. لكلا الخاصيتين، يجب تحقيق توازن بين الصلابة وقابلية التشغيل. ستؤدي الخلطة الصلبة إلى زيادة القوة، ولكنها تقلل من معدل التدفق وسرعة الطباعة، مما قد يؤدي إلى انسداد رأس الطابعة. وعلى العكس من ذلك، فإن تقليل الصلابة بشكل كبير قد يزيد من قابلية التشغيل والبثق على حساب القوة والبناء.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تصميم الخليط
نظرًا لأن الخرسانة تُطبع على شكل طبقات، يجب أن ترتبط الطبقات ببعضها البعض بشكل كافٍ للسماح بالمعالجة المناسبة وتحقيق سعة القوة الكاملة. وقد أُجريت أبحاث مهمة لإنشاء خليط مثالي للطباعة ثلاثية الأبعاد،  على الرغم من عدم وجود معايير صناعية حالية. ومع ذلك، فإن استخدام المواد الإسمنتية التكميلية (SCMs) مثل ميتاكاولين ورماد الوقود المتطاير ودخان السيليكا والمواد فائقة اللدونة أمر شائع في جميع خلطات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تصميم الخليط
تُعد المواد الإسمنتية جزءًا لا يتجزأ من أي تصميم لخليط الخرسانة. تعمل هذه المواد كموثق يربط الخليط معًا، حيث تتفاعل كيميائيًا مع الماء للخضوع لعملية المعالجة. يُعد الإسمنت البورتلاندي هو المادة الأكثر شيوعًا في البناء لكل من تطبيقات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد والتقليدية نظرًا لانخفاض تكلفته وتوفره على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن وقت التصلب العالي وقدرة الترابط المنخفضة تعتبر غير مواتية لتطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد. لذلك، غالبًا ما تُضاف البوليمرات والإضافات الأخرى لتقليل الانكماش وتحسين الالتصاق. تشمل بعض هذه البوليمرات المطاط، والمجاميع الرملية المختلطة، وبوليمرات الكربون والكبريت، والبوليمرات الجغرافية، والتي لها أيضًا فوائد إضافية تتمثل في إصلاح الشقوق ومقاومتها.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تصميم الخليط
أحد البدائل هو إسمنت سلفوالومينات الذي يمكن خلطه بالإسمنت البورتلاندي لتسريع عملية الإماهة والمساعدة في تطوير قوة مبكرة للخرسانة بعد الصب. بينما يبلغ وقت تماسك الإسمنت البورتلاندي حوالي نصف ساعة، فإن وقت تماسك إسمنت سلفوالومينات هو ست دقائق فقط. لذلك، يمكن تحقيق قوة أعلى في فترة زمنية أقصر بكثير، مما يزيد من قابلية البناء.
تُعد نسبة الركام واختياره بنفس أهمية المواد الإسمنتية المختارة عندما يتعلق الأمر بتصميم خليط الخرسانة. على وجه الخصوص، يكون لحجم الجسيمات تأثير كبير على خلطات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد. قد تتسبب أحجام الجسيمات الكبيرة جدًا في انسداد فوهة الطابعة ثلاثية الأبعاد، بينما تقلل الركامات الصغيرة جدًا من قوة الخليط ويمكن أن تتسبب في حدوث تشققات. من القواعد الأساسية لتصميم الخليط أن يكون الحد الأقصى لحجم جسيمات الركام أقل من 1/10 من قطر الفوهة لضمان البثق السلس.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تصميم الخليط
أجريت العديد من الدراسات لفحص تأثير حجم الركام على الخواص الميكانيكية للخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد. وقد وجد أن زيادة الركام الخشن يُحسّن من ثبات حجم الخرسانة ويقلل من حرارة الإماهة والانكماش، والتي كانت مشاكل شائعة في خلطات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد في وقت مبكر. كما أن استخدام الركام الخشن يزيد من معدل ترسيب الخرسانة وسرعة رأس الطباعة، مما قد يزيد من كفاءة الطباعة وإنتاجيتها. وبالتالي، يحقق الهيكل المطبوع قدرًا أكبر من الثبات والقوة، كما لاحظ إيفانوفا وميشتشيرين. هناك حد لنسبة الركام الخشن وحجمه، حيث يصبح التحدي المتمثل في التحكم في الريولوجيا واضحًا. يُفضل استخدام الركام الطبيعي مثل الرمل والحصى لأنه يتطلب طاقة أقل لإنتاجه مقارنة بالركام الاصطناعي، ولكن يمكن أن يكون اختيار الركام محدودًا برواسب إقليمية.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد تصميم الخليط
تشمل الإضافات أي مواد بخلاف الماء والركام والمواد الإسمنتية، والتي تؤثر على خصائص خليط الخرسانة. خاصة في الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد، تُعد هذه الإضافات ضرورية لتحقيق التوازن بين قابلية البناء وقابلية التشغيل والبثق. يُعد رماد الوقود المتطاير هو الإضافة الرئيسية للخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد عالية الأداء، حيث يعمل على تحسين أداء العمل والمتانة. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي الكميات الكبيرة من رماد الوقود المتطاير إلى بطء تطور القوة والبناء، ولهذا غالبًا ما يتم خلطه مع إضافات أخرى مثل الطين، للحفاظ على ثبات الشكل.
يُعد غبار السيليكا إضافة شائعة أخرى لخلطات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد، حيث إنه يزيد من القوة الأولية للخرسانة المطبوعة بالإضافة إلى قوة الانثناء بمجرد معالجة الخرسانة. وتكمن الميزة الرئيسية لدخان السيليكا في أن جزيئاته الصغيرة تملأ الفراغات الموجودة حول الركامات الأكبر حجمًا، مما يُحسّن من أداء الترابط مع الموثق الأسمنتي. يساعد هذا أيضًا في تحسين توزيع حجم الجسيمات في الخليط، مما يزيد من إجهاد الخضوع وقابلية البناء.
كما هو الحال مع خلطات الخرسانة القياسية، يتم عادةً اختبار خلطات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد من حيث قوة الضغط وقوة الانثناء. تعتمد هذه الخواص الميكانيكية بشكل كبير على تصميم الخليط ويمكن تحسينها عن طريق إضافة المواد المضافة. بالنسبة للخليط الذي يحتوي على الإسمنت البورتلاندي العادي ورماد الوقود المتطاير ودخان السيليكا ومجاميع الزجاج الدقيقة، فإن قوة الضغط تبلغ حوالي 36 إلى 57 ميجا باسكال، وهو ما يماثل قوة ضغط الخرسانة ذات الوزن الطبيعي. كما تم تحقيق قوة خرسانة عالية الأداء تزيد عن 100 ميجا باسكال باستخدام مواد فائقة اللدونة ومواد كيميائية إضافية، لكن هذه الخلطات تتطلب طاقة أكبر لإنتاجها.
تتأثر الخواص الهيكلية في الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد إلى حد كبير بأداء الترابط بين الطبقات. حيث يمكن أن تؤدي زيادة سرعة الطباعة وارتفاع رأس الطباعة إلى تقليل قوة الترابط بين الطبقات، بينما يمكن أن يؤدي إضافة ملاط بين الطبقات إلى تحسين هذه القوة. على وجه الخصوص، وُجد أن ملاط الراتينج المكون من الفحم الأسود والكبريت والرمل فعال.
نظرًا لعدم وجود معايير محددة لتصميم خليط الخرسانة للطباعة ثلاثية الأبعاد، غالبًا ما تتابع الشركات أبحاثها وتطويرها الخاصة إذا قررت تقديم الطباعة ثلاثية الأبعاد كخدمة بناء. فيما يلي بعض الشركات البارزة التي طبقت بنجاح الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد في نطاق خدماتها.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد المشاريع والتطبيقات البارزة
نظرًا لتحديات التسليح والقيود في تقنية الطباعة، فقد اقتصرت تطبيقات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد في الغالب على المشاريع صغيرة الحجم، بما في ذلك النماذج والمنازل السكنية، بدلاً من المباني التجارية الكبيرة. ومع ذلك، هناك بعض المشاريع البارزة حول العالم التي تُظهر إمكانات الخرسانة المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
يُعد مشروع "قلعة المعرفة" (بالفرنسية: La Citadelle Des Savoir-Faire)‏ مبادرة تستخدم تقنية الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد لإنشاء هياكل معمارية معقدة. يقع هذا المشروع في فرنسا، ويهدف إلى إظهار إمكانات تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في البناء المستدام. تعمل "Citadelle" كمركز تعليمي حيث يمكن للمهنيين والطلاب التعرف على هذه التقنية وتجربتها. يركز المشروع على استخدام مواد صديقة للبيئة وتقنيات تصميم متقدمة، مما يساهم في تقليل البصمة الكربونية لقطاع البناء. بمجرد اكتماله، ستبلغ المساحة الإجمالية للأرضيات الداخلية لهذا المجمع حوالي 2565 مترًا مربعًا (27600 قدم مربع).
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد المشاريع والتطبيقات البارزة
من الإنجازات البارزة للمبادرة هو بناء أطول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد في العالم، وهو "La Tour". تم بناء هذا المبنى المكون من ثلاثة طوابق في عام 2023، وقد سجل رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا بارتفاعه البالغ 14.14 مترًا (46.4 قدمًا)، مما يُظهر إمكانات تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في إنشاء هياكل واسعة النطاق.
تعمل شركة آيكون على إنشاء مجتمع مكون من 100 منزل مطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في جورج تاون، تكساس. يمكن لأسطول طابعات "فولكان" إنتاج ثمانية مخططات طوابق مختلفة من 3 إلى 4 غرف نوم وحمامين إلى 3 حمامات. يزود نظام تغذية الخرسانة المعروف باسم "ماغما - Magma" طابعة فولكان بخليط الخرسانة الذي طورته فولكان والمعروف باسم "لافاكريت - Lavacrete"، والذي يمكنه التكيف مع الظروف الجوية للموقع وتزويد الخرسانة الجاهزة للطباعة تلقائيًا. يستغرق بناء المنازل المطبوعة ثلاثية الأبعاد التي تتراوح مساحتها من 90 إلى 200 متر مربع حوالي خمسة إلى سبعة أيام، مقارنة بالإطار الخشبي الذي سيستغرق بناؤه ما يصل إلى 16 أسبوعًا في نفس المنطقة.
طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد المشاريع والتطبيقات البارزة
كما أكملت آيكون مشروعًا في مارس 2020 لبناء سبعة منازل مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في أوستن، تكساس. حيث استغرق طباعة كل منزل بمساحة 400 قدم مربع نحو 27 ساعة فقط. انتقل أول السكان إلى المنازل في عام 2020.