ত্রিমাত্রিক কংক্রিট মুদ্রণ

alt=অফ-সাইট কংক্রিট থ্রিডি প্রিন্টার|thumb|টিইউ/ই বিল্ট এনভায়রনমেন্টের রোহাকো থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টার, যা কংক্রিট প্রিন্টিং গবেষণায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে।|300x300px

[Image of 3D concrete printing process]

**থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং** (3D concrete printing) বা সহজভাবে **কংক্রিট প্রিন্টিং** বলতে বিভিন্ন ধরনের থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তির ওপর ভিত্তি করে সিমেন্টযুক্ত উপাদানের ডিজিটাল ফেব্রিকেশন প্রক্রিয়াকে বোঝায়। থ্রিডি-প্রিন্টেড কংক্রিটে ফর্মওয়ার্ক বা ছাঁচের প্রয়োজন হয় না, যা উপাদানের অপচয় কমায় এবং জটিল কাঠামোর ক্ষেত্রে অধিক জ্যামিতিক স্বাধীনতা প্রদান করে। গত এক দশকে মিশ্রণ নকশা (mix design) এবং থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তির সাম্প্রতিক উন্নতির ফলে, ১৯৯০-এর দশকে উদ্ভব হওয়া এই থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের প্রসার জ্যামিতিক হারে বৃদ্ধি পেয়েছে। থ্রিডি-প্রিন্টেড কংক্রিটের স্থাপত্য ও কাঠামোগত প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে বিল্ডিং ব্লক, বিল্ডিং মডিউল, রাস্তার আসবাবপত্র (street furniture), পথচারী পারাপারের সেতু এবং নিচু আবাসিক কাঠামো তৈরি। থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের অগ্রগতি সম্পর্কে একটি বিস্তৃত রূপরেখা -এ পাওয়া যাবে।
## ইতিহাস

ভবন নির্মাণ প্রক্রিয়ার স্বয়ংক্রিয়ীকরণ ২০শ শতাব্দী থেকে স্থাপত্য ও সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে গবেষণার একটি গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্র হিসেবে বিবেচিত হয়ে আসছে। প্রাথমিক প্রচেষ্টাগুলো মূলত ইটের গাঁথুনি স্বয়ংক্রিয় করার ওপর কেন্দ্রীভূত ছিল। ১৯০৪ সালে যুক্তরাষ্ট্রে জন থমাসের নামে একটি ইট বসানোর যন্ত্রের পেটেন্ট প্রদান করা হয়। ১৯৬০-এর দশকে প্রযুক্তির উল্লেখযোগ্য উন্নতি ঘটে এবং মোটর-মেসনের মতো কার্যকর যন্ত্রপাতি নির্মাণস্থলে ব্যবহৃত হতে থাকে।

একই সময়ে কংক্রিট নির্মাণ প্রক্রিয়ার স্বয়ংক্রিয়ীকরণও বিকাশ লাভ করছিল। স্লিপ ফর্মিং—যা বর্তমানে উচ্চ ভবনের উল্লম্ব কংক্রিট কোর নির্মাণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত একটি কৌশল—২০শ শতাব্দীর শুরুতে সাইলো এবং শস্য এলিভেটর নির্মাণের জন্য উদ্ভাবিত হয়। এই ধারণার পথিকৃৎ ছিলেন ম্যাকডোনাল্ড ইঞ্জিনিয়ারিং শিকাগোর জেমস ম্যাকডোনাল্ড, এবং ১৯০৭ সালে মিলো এস. কেচাম তাঁর চিত্রসম্বলিত গ্রন্থ *The Design of Walls, Bins, and Grain Elevators*-এ এটি প্রকাশ করেন। পরবর্তীতে ১৯১১ সালে ম্যাকডোনাল্ড *Moving Forms for Reinforced Concrete Storage Bins* শীর্ষক একটি বৈজ্ঞানিক প্রবন্ধ প্রকাশ করেন। অবশেষে, ২৪ মে ১৯১৭ তারিখে ম্যাকডোনাল্ড একটি উল্লম্ব সমতলে কংক্রিটের ফর্ম স্থানান্তর ও উত্তোলনের যন্ত্রের জন্য যুক্তরাষ্ট্রের পেটেন্ট লাভ করেন।

কংক্রিট ঢালাই প্রক্রিয়ার স্বয়ংক্রিয়ীকরণে উদ্ভাবন ২০শ শতাব্দীজুড়ে অব্যাহত ছিল। ১৯৮০-এর দশকে ফোটোপলিমারসমূহ এবং থার্মোপ্লাস্টিকসমূহ-এর জন্য প্রথম ৩ডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়া উন্নয়ন করা হয়। উপকরণের উচ্চ ব্যয়ের কারণে কিছু সময়ের জন্য ৩ডি প্রিন্টিং প্রযুক্তি মহাকাশ ও বায়োমেডিক্যাল শিল্পের মতো উচ্চ মূল্য সংযোজনকারী খাতে সীমাবদ্ধ ছিল। তবে ৩ডি প্রিন্টিংয়ের জ্ঞানভাণ্ডার সম্প্রসারিত হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে কংক্রিটসহ অন্যান্য উপকরণের জন্য নতুন সংযোজনমূলক উৎপাদন প্রক্রিয়া বিকশিত হয়। ৩ডি প্রিন্টেড কংক্রিট প্রযুক্তির সূচনা নিউ ইয়র্কের রেন্সেলার পলিটেকনিক ইনস্টিটিউট (RPI)-এ, যেখানে জোসেফ পেগনা ১৯৯৭ সালে প্রথম কংক্রিটে সংযোজনমূলক উৎপাদন প্রয়োগ করেন। এই পরীক্ষা ছিল কেবল একটি ধারণাগত প্রমাণ, কিন্তু পেগনা দ্রুত বিকাশমান রোবোটিক্স শিল্পকে উপলব্ধি করে নির্মাণ প্রক্রিয়াকে স্বয়ংক্রিয় করার সুযোগ হিসেবে দেখেন, যা একই সঙ্গে ব্যয় ও বর্জ্য উৎপাদন হ্রাস করতে সক্ষম। পেগনার গবেষণা পরবর্তীতে বাইন্ডার জেটিং বা পাউডার-ভিত্তিক ৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের ভিত্তি স্থাপন করে।

১৯৯৮ সালে সাউদার্ন ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়-এ বেহরোখ খোশ্নেভিস কনট্যুর ক্রাফটিং উদ্ভাবন করেন, যা কংক্রিটের জন্য প্রথম স্তরভিত্তিক এক্সট্রুশন যন্ত্র ছিল। এই ব্যবস্থা একটি কম্পিউটার-নিয়ন্ত্রিত ক্রেন ব্যবহার করে ঢালাই প্রক্রিয়াকে স্বয়ংক্রিয় করত এবং মসৃণ কনট্যুর পৃষ্ঠ তৈরি করতে সক্ষম ছিল। খোশ্নেভিস প্রাথমিকভাবে এই ব্যবস্থা প্রাকৃতিক দুর্যোগ-পরবর্তী পুনর্বাসনের জন্য দ্রুত আবাসন নির্মাণে ব্যবহারের উদ্দেশ্যে নকশা করেছিলেন, এবং তিনি দাবি করেন যে এই ব্যবস্থা এক দিনের মধ্যে একটি বাড়ি নির্মাণ করতে সক্ষম। উপকরণ, মিশ্রণ নকশা এবং প্রিন্টিং প্রযুক্তিতে উদ্ভাবনের মাধ্যমে গবেষক ও প্রকৌশলীরা পরবর্তীতে এই দুটি প্রিন্টিং কৌশলকে আরও সম্প্রসারিত করেছেন, যা পরবর্তী অংশে বিস্তারিতভাবে আলোচনা করা হবে।
## নির্মাণ পদ্ধতি
এ পর্যন্ত বিভিন্ন ধরনের পদ্ধতির প্রদর্শন করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে সাইটে এবং অফ-সাইট পদ্ধতিতে ভবনের উপাদান বা সম্পূর্ণ ভবন নির্মাণ, যেখানে শিল্প রোবট, গ্যান্ট্রি সিস্টেম এবং সংযুক্ত স্বয়ংক্রিয় যানবাহন (দেখুন ৩ডি প্রিন্টার অধ্যায়) ব্যবহৃত হয়েছে। নির্মাণ ক্ষেত্রে ৩ডি প্রিন্টিং প্রযুক্তির প্রদর্শনের মধ্যে আবাসন, ভবনের উপাদান (ক্ল্যাডিং, কাঠামোগত প্যানেল ও স্তম্ভ), সেতু, সিভিল অবকাঠামো, কৃত্রিম প্রাচীর (artificial reef), ফলি এবং ভাস্কর্য নির্মাণ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। বর্তমানে ৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ে তিনটি প্রধান নির্মাণ পদ্ধতি ব্যবহৃত হয়: বাইন্ডার জেটিং, রোবোটিক শটক্রিট, এবং স্তরভিত্তিক উপাদান এক্সট্রুশন।

### বাইন্ডার জেটিং
বাইন্ডার জেট ৩ডি প্রিন্টিং, যা পাউডার বেড ও বাইন্ডার ৩ডি প্রিন্টিং নামেও পরিচিত, মূলত ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অব টেকনোলজি-এ বিকশিত হয়েছিল, যেখানে পানি ব্যবহার করে স্টার্চ বা জিপসাম গুঁড়াকে বাইন্ডার হিসেবে সক্রিয় করা হতো; পরে জোসেফ পেগনা এই পদ্ধতিটি কংক্রিটে প্রয়োগ করেন। বাইন্ডার জেটিং-এ একটি প্রিন্ট হেড স্তর ধরে গুঁড়া-ভিত্তিক সাবস্ট্রেটের ওপর নির্বাচিতভাবে তরল বাইন্ডার প্রয়োগ করে। স্তরের উচ্চতা সাধারণত ০.২ থেকে ২&nbsp;মিমি পর্যন্ত পরিবর্তিত হয় এবং এটি চূড়ান্ত অংশের গতি ও সূক্ষ্মতার মাত্রা নির্ধারণ করে। স্তরভিত্তিক নির্মাণ সম্পন্ন হওয়ার পর বাইন্ডার জেটিংয়ে পোস্ট-প্রসেসিং প্রয়োজন হয়। প্রথমে অ-সংবদ্ধ গুঁড়া ব্রাশ ও ভ্যাকুয়াম টিউব ব্যবহার করে যান্ত্রিকভাবে অপসারণ করতে হয়। অতিরিক্ত কিউরিং ধাপ নিয়ন্ত্রিত আর্দ্রতা ও তাপমাত্রাযুক্ত চুল্লি বা মাইক্রোওয়েভেও সম্পন্ন হতে পারে। শেষ পর্যায়ে ক্ষুদ্র পৃষ্ঠ বৈশিষ্ট্য সংহত করতে বা পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করতে আবরণ প্রয়োগ করা হয়। সাধারণত পলিয়েস্টার বা ইপক্সি রজন আবরণ হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

বাইন্ডার জেটিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে বৃহৎ পরিসরে ৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিং প্রদর্শন করেছেন এনরিকো দিনি, তাঁর ডি-শেপ প্রযুক্তির মাধ্যমে। ডি-শেপ একটি অ-হাইড্রোলিক সোরেল সিমেন্ট ব্যবহার করে, যা পাউডার বেডে ম্যাগনেশিয়াম অক্সাইড দ্বারা সক্রিয় বালুর ওপর ভিত্তি করে এবং তরল ম্যাগনেশিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণকে বাইন্ডার হিসেবে ব্যবহার করে। এই প্রযুক্তি মূলত আসবাবপত্র তৈরিতে ব্যবহৃত হয়েছে, যেমন ২০০৯ সালে KOL/MAC LLC Architecture + Design নকশাকৃত কফি টেবিল এবং রুট চেয়ার। এছাড়াও ডি-শেপ বৃহৎ স্থাপত্য উপাদান তৈরি করেছে, যেমন ২০০৮ সালে শিরো স্টুডিও নকশাকৃত ৩ × ৩ × ৩ মিটার রেডিওলারিয়া প্যাভিলিয়ন, ২০১০ সালে ত্রিয়েনালে দি মিলানো-এর জন্য ফেরেরি হাউস, এবং ২০১৭ সালে মাদ্রিদে Acciona নকশাকৃত বারো মিটার দীর্ঘ পদচারী সেতু।

বাইন্ডার-জেট ৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের আরেকটি উদাহরণ ক্যালিফোর্নিয়া-ভিত্তিক প্রতিষ্ঠান Emerging Objects। ২০১৫ সালে নির্মিত তাদের ব্লুম প্যাভিলিয়নের জন্য প্রতিষ্ঠানটি লৌহ অক্সাইডমুক্ত সিমেন্ট ও জৈব বাইন্ডার ব্যবহার করে। যদিও প্রক্রিয়াটিতে সিমেন্টের হাইড্রেশন জড়িত কি না তা স্পষ্ট নয়, তবুও পাউডার বেডে সিমেন্ট ব্যবহারের কারণে প্রকল্পটি বাইন্ডার-জেট ৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিং প্রকল্পগুলোর মধ্যে প্রায়ই উল্লেখ করা হয়। ডি-শেপের কাঠামোগুলো একখণ্ডে নির্মিত হলেও, Emerging Objects ৮৪০টি ক্ষুদ্র নির্মাণ ব্লক তৈরি করে সেগুলো স্তূপীকৃতভাবে সাজিয়ে ৩.৬ × ৩.৬ × ২.৭ মিটার কাঠামোটি নির্মাণ করে।

#### সুবিধা ও সীমাবদ্ধতা
স্থাপত্য প্রয়োগে অন্যান্য ৩ডি প্রিন্টিং পদ্ধতির তুলনায় বাইন্ডার জেটিং অধিক জ্যামিতিক স্বাধীনতা প্রদান করে, যার মধ্যে রয়েছে অসমর্থিত ক্যান্টিলিভার বা ওভারহ্যাং এবং ফাঁপা অংশ তৈরি করার সুযোগ। অন্যান্য ৩ডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়ায় যেখানে সহায়ক কাঠামোর প্রয়োজন হয়, সেখানে বাইন্ডার জেটিংয়ে অসংবদ্ধ গুঁড়ার স্তর ধারাবাহিক স্তরসমূহকে সমর্থন প্রদান করে।

সাধারণত বাইন্ডার জেট ৩ডি প্রিন্টিংয়ে অবশিষ্ট গুঁড়া ভবিষ্যৎ অংশ নির্মাণে পুনর্ব্যবহার করা যায়। তবে পরিবেশগত আর্দ্রতার সংস্পর্শে এলে সিমেন্ট ও অ্যাগ্রিগেট গুঁড়ায় হাইড্রেশন শুরু হতে পারে, যা পুনর্ব্যবহারকে জটিল করে তোলে। এই কারণে বাইন্ডার জেট ৩ডি প্রিন্টিং সাইটে সরাসরি নির্মাণের জন্য উপযোগী নয়।

### স্তরভিত্তিক এক্সট্রুশন ৩ডি প্রিন্টিং

কংক্রিটের স্তরভিত্তিক এক্সট্রুশন ৩ডি প্রিন্টিংয়ে একটি সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত নোজল স্তর ধরে সিমেন্টজাত পেস্ট নির্ভুলভাবে নির্গত করে। স্তরের পুরুত্ব সাধারণত ৫&nbsp;মিমি থেকে কয়েক সেন্টিমিটার পর্যন্ত হয়। এক্সট্রুশন নোজলের সঙ্গে একটি স্বয়ংক্রিয় ট্রওয়েলিং সরঞ্জাম সংযুক্ত থাকতে পারে, যা প্রিন্টকৃত স্তর সমতল করে এবং স্তর-সংযোগস্থলের খাঁজ ঢেকে মসৃণ কংক্রিট পৃষ্ঠ তৈরি করে। একক নির্মাণ ধাপে মডুলার ইস্পাত রিইনফোর্সমেন্ট বার বা সমন্বিত বিল্ডিং সার্ভিস ব্যবস্থা—যেমন পাইপলাইন বা বৈদ্যুতিক কন্ডুইট—সংযোজনের জন্য অতিরিক্ত স্বয়ংক্রিয়ীকরণ প্রস্তাব করা হয়েছে। এই প্রক্রিয়ায় পরিকল্পনা ও উপাদান জমা দেওয়ার গতি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এগুলো উপাদানের শক্ত হওয়া ও জমাট বাঁধার হারকে প্রভাবিত করে।

স্তরভিত্তিক এক্সট্রুশন ৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিং প্রধানত সাইটে নির্মাণে ব্যবহৃত হয় এবং বৃহৎ আকারের ৩ডি প্রিন্টারের সঙ্গে সমন্বিত থাকে (দেখুন ৩ডি প্রিন্টার অধ্যায়)। সাম্প্রতিক সময়ে এই প্রযুক্তিতে আগ্রহ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে; বহু বিশ্ববিদ্যালয়, স্টার্ট-আপ এবং প্রতিষ্ঠিত নির্মাণ প্রতিষ্ঠান কংক্রিট এক্সট্রুশন ৩ডি প্রিন্টিংয়ের জন্য বিশেষায়িত হার্ডওয়্যার, কংক্রিট মিশ্রণ ও স্বয়ংক্রিয় ব্যবস্থা উন্নয়ন করছে। এর প্রয়োগের মধ্যে সেতু, স্তম্ভ, প্রাচীর, মেঝে স্ল্যাব, রাস্তার আসবাব, জলাধার এবং প্রিফ্যাব্রিকেশন বা সাইটে সম্পূর্ণ ভবন নির্মাণ অন্তর্ভুক্ত।

#### সুবিধা ও সীমাবদ্ধতা
প্রচলিত কংক্রিট ঢালাই ও স্প্রে পদ্ধতির বিপরীতে, স্তরভিত্তিক এক্সট্রুশন ৩ডি প্রিন্টিংয়ে ফর্মওয়ার্ক প্রয়োজন হয় না। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা, কারণ কংক্রিট নির্মাণে ফর্মওয়ার্ক মোট সম্পদের ৫০–৮০% পর্যন্ত ব্যবহার করতে পারে, যা কাঁচামাল, রিইনফোর্সমেন্ট ও শ্রমের সম্মিলিত ব্যয়ের চেয়েও বেশি। স্তরভিত্তিক কংক্রিট এক্সট্রুশনের প্রধান চ্যালেঞ্জ হলো চাহিদানুযায়ী কংক্রিটের রিওলজি নিয়ন্ত্রণ, রিইনফোর্সমেন্ট সংযোজন, এবং ধারাবাহিক স্তরের সংযোগস্থলে ঠান্ডা জয়েন্ট গঠন।

### স্লিপ ফর্মিং
রোবোটিক স্লিপ-ফর্মিং, যা ইটিএইচ জুরিখ-এ Smart Dynamic Casting নামে বিকশিত হয়েছে, কখনও কখনও স্তরভিত্তিক এক্সট্রুশন ও বাইন্ডার-জেটিংয়ের সঙ্গে কংক্রিট ৩ডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়ার অন্তর্ভুক্ত ধরা হয়। উপাদান ধীরে ধীরে একটি চালিত ছাঁচের মধ্য দিয়ে নির্গত হওয়ার কারণে প্রক্রিয়াটি সংযোজনমূলক হওয়ায় এটি আংশিকভাবে ৩ডি প্রিন্টিংয়ের সংজ্ঞার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ। তবে অন্যান্য ৩ডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়ার বিপরীতে স্লিপ ফর্মিং একটি ধারাবাহিক প্রক্রিয়া, যা বিচ্ছিন্ন বা স্তরভিত্তিক নয়; ফলে এটি গঠনমূলক প্রক্রিয়া যেমন ঢালাই ও এক্সট্রুশনের সঙ্গে অধিক সাদৃশ্যপূর্ণ।
## প্রযুক্তি
### কংক্রিটের জন্য ৩ডি প্রিন্টার (কনক্রেন্টার)

৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ে ব্যবহৃত রোবটগুলোকে সাধারণত কয়েকটি প্রধান শ্রেণিতে ভাগ করা যায়, যা প্রয়োগ, প্রকল্পের পরিসর এবং প্রিন্টিং কৌশলের ওপর নির্ভর করে। সব ধরনের নির্মাণ ৩ডি প্রিন্টার সাধারণত একটি সহায়ক কাঠামো এবং একটি প্রিন্টার হেড নিয়ে গঠিত, যার নোজল কংক্রিট নির্গত করে। প্রিন্টারগুলো সাধারণত মডেলিং সফটওয়্যারের সঙ্গে সমন্বয়ে ব্যবহৃত হয়, যা ভবনের নকশা সরাসরি প্রিন্টারে আপলোড করে। 
* **[[উইকশনারি:gantry|গ্যান্ট্রি রোবট]]**: গ্যান্ট্রি রোবট ৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় এবং এতে একটি চলনযোগ্য গ্যান্ট্রি সিস্টেমের সঙ্গে মিশ্রণ ও উপাদান জমা দেওয়ার ব্যবস্থা থাকে। এগুলো ছোট ল্যাব মডেল থেকে শুরু করে পূর্ণাঙ্গ উপাদান বা কাঠামো প্রিন্ট করার জন্য বৃহৎ আকারের প্রিন্টার পর্যন্ত বিস্তৃত। সাধারণত এগুলো উল্লম্ব এক্সট্রুশনে সীমাবদ্ধ, তবে উচ্চ স্থিতিশীলতা ও বৃহৎ প্রকল্পে সহজ সম্প্রসারণযোগ্যতার সুবিধা প্রদান করে। গ্যান্ট্রি রোবটকে সাধারণত নির্মিত কাঠামোর চেয়ে বড় হতে হয়, যা পরিবহন ও স্থাপনের ব্যয় বাড়াতে পারে। তবে এগুলো নিয়ন্ত্রণের দিক থেকে সবচেয়ে সহজ।
* **কেবল-চালিত সিস্টেম**: এই পদ্ধতিতে প্রিন্ট হেড একটি ফ্রেমের ভেতরে একাধিক স্থির বিন্দুর মধ্যে কেবল দ্বারা ঝুলন্ত থাকে। এটি গ্যান্ট্রি সিস্টেমের তুলনায় বেশি জ্যামিতিক স্বাধীনতা দেয় এবং হালকা ও সহজে পরিবহনযোগ্য। তবে যন্ত্রপাতির জন্য বড় এলাকা প্রয়োজন হয় এবং পরিকল্পনা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যাতে কেবলসমূহ প্রিন্টকৃত কাঠামোর সঙ্গে জড়িয়ে না যায়।
* **[[রোবোটিক বাহু]]**: এটি অ্যাসেম্বলি লাইনে ব্যবহৃত রোবোটিক বাহুর অনুরূপ, যা ছয়-অক্ষের গতিবিধি এবং ৩ডি প্রিন্টিং সিস্টেমগুলোর মধ্যে সর্বাধিক স্বাধীনতা প্রদান করে। এগুলো কংক্রিট নির্গত করা, রিবারের মতো উপাদান সংযোজন করা এবং কংক্রিট জমাট বাঁধার পর প্রয়োজনীয় পোস্ট-প্রসেসিং সম্পাদন করতে সক্ষম। রোবোটিক বাহু তুলনামূলকভাবে সবচেয়ে কমপ্যাক্ট ব্যবস্থা, তবে সাধারণত ক্ষুদ্র-পরিসরের কাজে ব্যবহৃত হয়। বর্তমানে ভারী নির্মাণ যন্ত্রপাতির ওপর ভিত্তি করে বৃহৎ আকারের রোবোটিক বাহুও পাওয়া যায়, যা বৃহৎ গ্যান্ট্রি সিস্টেমের প্রিন্ট আকার এবং প্রচলিত নির্মাণ যন্ত্রের পরিবহনযোগ্যতা একত্রিত করে।

### প্রিন্টার প্যারামিটার
প্রিন্টারের ধরন ছাড়াও নির্দিষ্ট কিছু প্যারামিটার ৩ডি প্রিন্টেড কংক্রিটের চূড়ান্ত কার্যক্ষমতার ওপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে এবং নির্মাণ পরিকল্পনার সময় সেগুলো সতর্কতার সঙ্গে নির্বাচন করতে হয়। এসব প্যারামিটারকে মূলত প্রিন্ট হেড নকশা এবং প্রিন্টের গতি—এই দুই ভাগে বিভক্ত করা যায়।

#### প্রিন্ট হেড নকশা
প্রিন্ট হেড এমনভাবে নির্বাচন করতে হবে যাতে কংক্রিট মিশ্রণ নোজলের মধ্য দিয়ে মসৃণভাবে প্রবাহিত হতে পারে এবং প্রতিটি স্তরের মধ্যে বন্ধন সৃষ্টি করে, একই সঙ্গে কঠিনীকরণ প্রক্রিয়া শুরু করে। প্রিন্টার নির্বাচনের মতোই, নোজলের আকার ও মাপ প্রয়োগভেদে পরিবর্তিত হয়। আয়তাকার ছিদ্রযুক্ত নোজল দিয়ে প্রিন্ট করা নমুনাগুলোর শক্তি সাধারণত বৃত্তাকার নোজলের তুলনায় বেশি হয়, কারণ স্তরগুলোর মধ্যে ফাঁক কম থাকে। তবে জটিল জ্যামিতি প্রিন্ট করার জন্য বৃত্তাকার নোজল বেশি উপযোগী। একই ধরনের নোজল ব্যবহার করে প্রিন্ট করা নমুনার ক্ষেত্রে বড় নোজল ব্যবহারে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত হয়।

প্রিন্ট হেডের উচ্চতা বলতে প্রিন্টিং প্ল্যাটফর্মের তুলনায় নোজলের উচ্চতাকে বোঝায়। এই প্যারামিটার স্তরগুলোর মধ্যকার পৃষ্ঠের গুণমান ও বন্ধন শক্তিকে প্রভাবিত করে এবং তা সুনির্দিষ্টভাবে সমন্বয় করতে হয়। প্রিন্ট হেড অতিরিক্ত উঁচুতে স্থাপন করলে স্তরগুলোর মধ্যে বন্ধন শক্তি হ্রাস পায় এবং কাঠামো অস্থিতিশীল হতে পারে। অন্যদিকে নোজল যদি প্রিন্টিং পৃষ্ঠের খুব কাছে থাকে, তবে এটি প্রিন্টিং প্রক্রিয়ায় বিঘ্ন ঘটাতে পারে এবং কংক্রিটের ওপর অতিরিক্ত চাপ সৃষ্টি করতে পারে। গবেষণায় প্রস্তাব করা হয়েছে যে প্রিন্টের উচ্চতা নোজলের প্রস্থের সমান হওয়া উচিত।

#### প্রিন্টের গতি
প্রিন্ট হেডের গতি স্তরগুলোর বন্ধন শক্তিকেও প্রভাবিত করে। নোজলের গতি বৃদ্ধি পেলে সাধারণত আঠালো শক্তি কমে যায়, কারণ কংক্রিট যথেষ্ট সময় পায় না স্থির হয়ে বন্ধন তৈরি করতে। তবে ধারাবাহিক স্তর প্রিন্ট করতে অতিরিক্ত সময় নিলে আন্তঃস্তরীয় বন্ধন কমে যেতে পারে; তাই শক্তি নিশ্চিত করার পাশাপাশি আগাম ধস এড়াতে একটি ভারসাম্য স্থাপন করা প্রয়োজন। ৩ডি প্রিন্টেড কংক্রিটের গুণমানকে প্রভাবিতকারী অন্যান্য উপাদানের মধ্যে রয়েছে প্রিন্টার পর্যবেক্ষণের জন্য ব্যবহৃত পাম্প ও নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, এবং কংক্রিট মিশ্রণের নকশা (দেখুন মিশ্রণ নকশা অধ্যায়)।

### ৩ডি প্রিন্টার সরবরাহকারী
গত এক দশকে ৩ডি কংক্রিট প্রিন্টিং প্রযুক্তির দ্রুত সম্প্রসারণ ঘটেছে এবং সফটওয়্যার, হার্ডওয়্যার ও নির্মাণ সক্ষমতা সম্পর্কে গবেষণা বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে এর প্রবৃদ্ধি অব্যাহত থাকবে বলে আশা করা হচ্ছে। নিচে বিশ্বব্যাপী ব্যবহৃত কয়েকটি উল্লেখযোগ্য প্রতিষ্ঠান ও ৩ডি প্রিন্টারের তালিকা দেওয়া হলো: 

## মিশ্রণ নকশা

### গুরুত্বপূর্ণ মিশ্রণ বৈশিষ্ট্য
৩ডি মুদ্রিত কংক্রিটের ক্ষেত্রে বিল্ডেবিলিটি এবং এক্সট্রুডেবিলিটি একটি মিশ্রণের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ নকশাগত বৈশিষ্ট্যগুলোর মধ্যে দুটি। এক্সট্রুডেবিলিটি হলো মিশ্রণের প্রিন্টিং হেডের নোজল দিয়ে প্রবাহিত হওয়ার সক্ষমতা, আর বিল্ডেবিলিটি হলো অতিরিক্ত স্তর বহন করার ক্ষমতা। এই বৈশিষ্ট্যগুলো মিশ্রণের সামঞ্জস্য, সংহতি ও স্থিতিশীলতার ওপর নির্ভরশীল, যা মিশ্রণ নকশা ও নির্বাচিত উপকরণ থেকে উদ্ভূত হয়। উভয় বৈশিষ্ট্যের ক্ষেত্রে কঠোরতা ও কর্মক্ষমতার মধ্যে একটি ভারসাম্য রক্ষা করা প্রয়োজন। অধিক কঠোর মিশ্রণ শক্তি বৃদ্ধি করে, তবে প্রবাহ হার ও মুদ্রণ গতি হ্রাস করে এবং প্রিন্টার হেডে ব্লকেজ সৃষ্টি করতে পারে। বিপরীতভাবে, কঠোরতা অত্যধিক কমিয়ে দিলে কর্মক্ষমতা ও এক্সট্রুডেবিলিটি বৃদ্ধি পেতে পারে, কিন্তু এর ফলে শক্তি ও বিল্ডেবিলিটি হ্রাস পায়।

যেহেতু কংক্রিট স্তর আকারে মুদ্রিত হয়, তাই সঠিক কিউরিং ও পূর্ণ শক্তি অর্জনের জন্য স্তরগুলোর মধ্যে যথেষ্ট সংযোজন থাকা আবশ্যক। ৩ডি মুদ্রণের জন্য একটি সর্বোত্তম মিশ্রণ তৈরির লক্ষ্যে ব্যাপক গবেষণা পরিচালিত হয়েছে, যদিও বর্তমানে কোনো শিল্পমান নির্ধারিত নেই। তবে মেটাকাওলিন, ফ্লাই অ্যাশ, সিলিকা ফিউম এবং সুপারপ্লাস্টিসাইজারের মতো সম্পূরক সিমেন্টজাত উপকরণ (SCMs)-এর ব্যবহার সকল ৩ডি মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণে সাধারণ (দেখুন অ্যাডমিক্সচার অংশ)।

### সিমেন্টজাত উপকরণ
সিমেন্টজাত উপকরণ যেকোনো কংক্রিট মিশ্রণ নকশার জন্য অপরিহার্য। এই উপকরণগুলো বন্ধনকারী পদার্থ হিসেবে কাজ করে, কারণ তারা পানির সঙ্গে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে কিউরিং প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে। পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট নির্মাণক্ষেত্রে ৩ডি মুদ্রিত এবং প্রচলিত উভয় ধরনের কংক্রিট প্রয়োগে সবচেয়ে প্রচলিত উপাদান, এর স্বল্প ব্যয় ও ব্যাপক প্রাপ্যতার কারণে। তবে এর দীর্ঘ সেটিং সময় এবং নিম্ন বন্ধনক্ষমতা ৩ডি মুদ্রণ প্রয়োগের ক্ষেত্রে অসুবিধাজনক। তাই সংকোচন কমানো এবং সংযোজন ক্ষমতা উন্নত করার জন্য প্রায়ই পলিমার ও অন্যান্য অ্যাডমিক্সচার যোগ করা হয়। এসব পলিমারের মধ্যে রয়েছে রাবার, মিশ্র বালুকণা সমষ্টি, কার্বন-সালফার পলিমার এবং জিওপলিমার; এগুলোর অতিরিক্ত সুবিধা হিসেবে ফাটল মেরামত ও প্রতিরোধ ক্ষমতাও রয়েছে।

একটি বিকল্প উপাদান হলো সালফোঅ্যালুমিনেট সিমেন্ট, যা পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের সঙ্গে মিশিয়ে হাইড্রেশন প্রক্রিয়া ত্বরান্বিত করা এবং স্থাপনের পর প্রাথমিক কংক্রিট শক্তি দ্রুত উন্নয়নে সহায়তা করতে পারে। যেখানে পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের সেটিং সময় প্রায় অর্ধঘণ্টা, সেখানে সালফোঅ্যালুমিনেট সিমেন্টের সেটিং সময় মাত্র ছয় মিনিট। ফলে অল্প সময়ের মধ্যেই অধিক শক্তি অর্জন সম্ভব হয়, যা বিল্ডেবিলিটি বৃদ্ধি করে।
### অ্যাগ্রিগেট
অ্যাগ্রিগেট-এর পরিমাণ ও নির্বাচন কংক্রিট মিশ্রণ নকশায় নির্বাচিত সিমেন্টজাত উপকরণের মতোই গুরুত্বপূর্ণ। বিশেষত, কণার আকার ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণের ওপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। অত্যধিক বড় কণা ৩ডি প্রিন্টারের নোজল ব্লক করতে পারে, আর অত্যন্ত ছোট অ্যাগ্রিগেট মিশ্রণের শক্তি হ্রাস করে এবং ফাটল সৃষ্টি করতে পারে। মিশ্রণ নকশার একটি সাধারণ নিয়ম হলো, মসৃণ এক্সট্রুশন নিশ্চিত করতে সর্বোচ্চ অ্যাগ্রিগেট কণার আকার নোজলের ব্যাসের ১/১০-এর কম হওয়া উচিত।

৩ডি মুদ্রিত কংক্রিটের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের ওপর অ্যাগ্রিগেটের আকারের প্রভাব পরীক্ষা করতে একাধিক গবেষণা পরিচালিত হয়েছে। এতে দেখা গেছে, মোটা অ্যাগ্রিগেটের পরিমাণ বৃদ্ধি করলে কংক্রিটের আয়তনগত স্থিতিশীলতা উন্নত হয় এবং হাইড্রেশন তাপ ও সংকোচন কমে, যা প্রাথমিক ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণে সাধারণ সমস্যা ছিল। মোটা অ্যাগ্রিগেটের ব্যবহার কংক্রিট সঞ্চিতকরণ হার এবং প্রিন্টহেডের গতি বৃদ্ধি করে, যা মুদ্রণ দক্ষতা ও উৎপাদনশীলতা বাড়াতে পারে। ফলে মুদ্রিত কাঠামো অধিক স্থিতিশীলতা ও শক্তি অর্জন করে, যেমনটি ইভানোভা ও মেখটশেরিন পর্যবেক্ষণ করেছেন। তবে মোটা অ্যাগ্রিগেটের পরিমাণ ও আকারের একটি সীমা রয়েছে, কারণ রিওলজি নিয়ন্ত্রণের চ্যালেঞ্জ স্পষ্ট হয়ে ওঠে। প্রাকৃতিক অ্যাগ্রিগেট যেমন বালি ও কঙ্করকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়, কারণ কৃত্রিম অ্যাগ্রিগেটের তুলনায় এগুলো উৎপাদনে কম শক্তি প্রয়োজন হয়; তবে আঞ্চলিক খনিজ সঞ্চয়ের কারণে অ্যাগ্রিগেট নির্বাচন সীমিত হতে পারে।

### অ্যাডমিক্সচার
অ্যাডমিক্সচার বলতে পানি, অ্যাগ্রিগেট ও সিমেন্টজাত উপকরণ ছাড়া অন্যান্য যেকোনো উপাদানকে বোঝায়, যা কংক্রিট মিশ্রণের বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে। বিশেষ করে ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটে বিল্ডেবিলিটি, কর্মক্ষমতা ও এক্সট্রুডেবিলিটির মধ্যে ভারসাম্য রক্ষায় এই অ্যাডমিক্সচারগুলো অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ফ্লাই অ্যাশ উচ্চ-কার্যক্ষম ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের প্রধান অ্যাডমিক্সচার, কারণ এটি কর্মক্ষমতা ও স্থায়িত্ব উন্নত করে। তবে অতিরিক্ত ফ্লাই অ্যাশ শক্তি ও বিল্ডেবিলিটির বিকাশ ধীর করতে পারে; এ কারণে আকারের স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে এটি প্রায়ই কাদামাটির মতো অন্যান্য অ্যাডমিক্সচারের সঙ্গে মিশ্রিত করা হয়।

সিলিকা ফিউম ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণের আরেকটি সাধারণ অ্যাডমিক্সচার। এটি মুদ্রিত কংক্রিটের প্রাথমিক শক্তি বৃদ্ধি করে এবং কংক্রিট কিউরিংয়ের পর নমনীয় (ফ্লেক্সুরাল) শক্তিও বাড়ায়। সিলিকা ফিউমের প্রধান সুবিধা হলো এর সূক্ষ্ম কণা বৃহত্তর অ্যাগ্রিগেটের চারপাশের ফাঁকস্থান পূরণ করে, যা সিমেন্ট বন্ধনকারীর সঙ্গে সংযোজন কর্মক্ষমতা উন্নত করে। এর ফলে মিশ্রণের কণার আকার বণ্টন অনুকূল হয়, যা ইয়েল্ড স্ট্রেস ও বিল্ডেবিলিটি বৃদ্ধি করে।

### যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য
প্রচলিত কংক্রিট মিশ্রণের মতোই, ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের মিশ্রণ সাধারণত সংকোচন শক্তি ও নমনীয় শক্তির জন্য পরীক্ষা করা হয়। এই যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলো মিশ্রণ নকশার ওপর অত্যন্ত নির্ভরশীল এবং উপরের অংশে বর্ণিত অ্যাডমিক্সচার যোগ করার মাধ্যমে উন্নত করা যায়। সাধারণ পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট, ফ্লাই অ্যাশ, সিলিকা ফিউম এবং সূক্ষ্ম কাঁচ অ্যাগ্রিগেটযুক্ত একটি মিশ্রণের সংকোচন শক্তি প্রায় ৩৬ থেকে ৫৭ এমপিএ, যা স্বাভাবিক-ওজন কংক্রিটের সংকোচন শক্তির সঙ্গে তুলনীয়। সুপারপ্লাস্টিসাইজার ও অতিরিক্ত রাসায়নিক ব্যবহার করে ১০০ এমপিএ-রও বেশি উচ্চ-কার্যক্ষম কংক্রিট শক্তি অর্জন করা হয়েছে; তবে এসব মিশ্রণ উৎপাদনে অধিক শক্তি প্রয়োজন হয়।

৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের ক্ষেত্রে কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য প্রধানত স্তরান্তর সংযোজন কর্মক্ষমতার দ্বারা প্রভাবিত হয়। মুদ্রণ গতি ও প্রিন্টহেডের উচ্চতা বৃদ্ধি করলে স্তরান্তর বন্ধন শক্তি হ্রাস পেতে পারে, আর স্তরগুলোর মধ্যে মর্টার যোগ করলে এই শক্তি বৃদ্ধি পায়। বিশেষ করে, কালো কাঠকয়লা, সালফার ও বালু দ্বারা গঠিত একটি রেজিন মর্টার কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে।
### ৩ডি মুদ্রণের জন্য কংক্রিট সরবরাহকারী
৩ডি মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণ নকশার জন্য কোনো মানদণ্ড নির্ধারিত না থাকায়, নির্মাণ সেবা হিসেবে ৩ডি মুদ্রণ প্রদান করতে আগ্রহী কোম্পানিগুলো প্রায়ই নিজস্ব গবেষণা ও উন্নয়ন কার্যক্রম পরিচালনা করে। নিচে এমন কয়েকটি উল্লেখযোগ্য কোম্পানির তালিকা দেওয়া হলো, যারা সফলভাবে ৩ডি কংক্রিট মুদ্রণকে তাদের সেবার আওতায় অন্তর্ভুক্ত করেছে। 

## উল্লেখযোগ্য প্রকল্প ও প্রয়োগ

রিইনফোর্সমেন্টের চ্যালেঞ্জ এবং মুদ্রণ প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতার কারণে ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের প্রয়োগ প্রধানত ক্ষুদ্র-পরিসরের প্রকল্পে সীমাবদ্ধ থেকেছে, যেমন মডেল ও আবাসিক বাড়ি; বৃহৎ বাণিজ্যিক ভবনের ক্ষেত্রে এর ব্যবহার তুলনামূলকভাবে কম। তবে বিশ্বজুড়ে কয়েকটি উল্লেখযোগ্য প্রকল্প রয়েছে, যা ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের সম্ভাবনা প্রদর্শন করে।

### Constructions-3D: La Citadelle des savoir-faire
La Citadelle Des Savoir-Faire একটি প্রকল্প, যেখানে জটিল স্থাপত্য কাঠামো নির্মাণে ৩ডি কংক্রিট মুদ্রণ ব্যবহার করা হয়েছে। ফ্রান্সে অবস্থিত এই উদ্যোগের লক্ষ্য টেকসই নির্মাণে ৩ডি মুদ্রণ প্রযুক্তির সক্ষমতা প্রদর্শন করা। সিটাডেলটি একটি শিক্ষাকেন্দ্র হিসেবে কাজ করে, যেখানে পেশাজীবী ও শিক্ষার্থীরা এই প্রযুক্তি সম্পর্কে জানতে এবং পরীক্ষা-নিরীক্ষা করতে পারে। প্রকল্পটি পরিবেশবান্ধব উপকরণ ও উন্নত নকশা কৌশল ব্যবহারের ওপর গুরুত্ব দেয়, যা নির্মাণ খাতের কার্বন পদচিহ্ন হ্রাসে অবদান রাখে। সম্পন্ন হলে এই কমপ্লেক্সের মোট অভ্যন্তরীণ মেঝে ক্ষেত্রফল হবে প্রায় ২৫৬৫ বর্গমিটার (২৭,৬০০ বর্গফুট)।

La Citadelle Des Savoir-Faire-এর একটি উল্লেখযোগ্য অর্জন হলো বিশ্বের সর্বোচ্চ ৩ডি-মুদ্রিত ভবন ‘La Tour’ নির্মাণ। ২০২৩ সালে নির্মিত এই তিনতলা ভবনটি ১৪.১৪ মিটার (৪৬.৪ ফুট) উচ্চতায় নতুন বিশ্বরেকর্ড স্থাপন করেছে, যা বৃহৎ-পরিসরের কাঠামো নির্মাণে ৩ডি মুদ্রণ প্রযুক্তির সম্ভাবনা তুলে ধরে।

### ICON: ৩ডি-মুদ্রিত বাড়ি

ICON ২০২০ সালের মার্চ মাসে টেক্সাসের অস্টিনে সাতটি ৩ডি-মুদ্রিত বাড়ির একটি প্রকল্প সম্পন্ন করে। প্রতিটি ৪০০&nbsp;ফুট২ আয়তনের বাড়ি ICON-এর Vulcan প্রিন্টার ব্যবহার করে মাত্র ২৭ ঘণ্টায় মুদ্রিত হয়। ২০২০ সালেই প্রথম বাসিন্দারা এসব বাড়িতে বসবাস শুরু করেন, এবং ধারণা করা হয় যে এগুলো শহরের প্রায় ৪৮০ জন গৃহহীন ব্যক্তিকে আশ্রয় দিতে সক্ষম—যা শহরের মোট গৃহহীন জনসংখ্যার প্রায় ৪০%।

২০২২ সালে ICON এবং Lennar টেক্সাসে উলফ র‍্যাঞ্চ নির্মাণ করে, যা ১০০টি বাড়ির একটি আবাসিক সম্প্রদায় এবং যেখানে ৩ডি মুদ্রণ প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়েছে।

### Habitat for Humanity: দ্রুত সাশ্রয়ী আবাসন
২০২১ সালে হ্যাবিট্যাট ফর হিউম্যানিটি, বিশ্বের বৃহত্তম অলাভজনক গৃহনির্মাণ সংস্থা, ভার্জিনিয়ার উইলিয়ামসবার্গ এবং অ্যারিজোনার টেম্পেতে দুটি ৩ডি-মুদ্রিত বাড়ি নির্মাণ করে। ভার্জিনিয়ার বাড়িটি ছিল ১,২০০&nbsp;ফুট২ এবং COBOD ৩ডি প্রিন্টার ব্যবহার করে মাত্র ২৮ ঘণ্টায় মুদ্রিত হয়, যা প্রচলিত নির্মাণ পদ্ধতির তুলনায় প্রায় চার সপ্তাহ দ্রুত। সংস্থাটি অনুমান করে যে ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট দেয়াল নির্মাণ ব্যয়ে প্রতি বর্গফুটে প্রায় ১৫% সাশ্রয় করেছে। অ্যারিজোনার ১,৭৩৮&nbsp;ফুট২ বাড়িটি গ্রীষ্মকালে নির্মিত হয়—যে সময় অতিরিক্ত তাপমাত্রার কারণে সাধারণত নির্মাণকাজ বন্ধ থাকে। বাড়িটির ৮০% অংশ, যার মধ্যে অভ্যন্তরীণ ও বাহ্যিক দেয়াল অন্তর্ভুক্ত, ৩ডি মুদ্রণের মাধ্যমে নির্মিত হয়; বাকি অংশ, যেমন ছাদ, প্রচলিত পদ্ধতিতে নির্মাণ করা হয়। হ্যাবিট্যাট ফর হিউম্যানিটি আশা করে যে ৩ডি-মুদ্রিত বাড়ি সাশ্রয়ী আবাসন সংকটের পাশাপাশি চরম জলবায়ু ও পরিবেশে শ্রমঘাটতির সমস্যারও সমাধান হতে পারে।

### PERI: Project Milestone
জার্মানিতে প্রথম ৩ডি-মুদ্রিত আবাসিক ভবনটি ২০২০ সালের সেপ্টেম্বর মাসে PERI দ্বারা নির্মিত হয়, যেখানে COBOD-এর BOD2 প্রিন্টার এবং Heidelberg Cement-এর কংক্রিট মিশ্রণ ব্যবহার করা হয়। ২৪টি কংক্রিট উপাদান একটি স্থাপনায় মুদ্রিত হয়ে পরে সংযোজনের জন্য সাইটে পরিবহন করা হয়। প্রিন্টারটি প্রতি ৫ মিনিটে ১ মি২ দেয়াল নির্মাণ করতে সক্ষম ছিল এবং ২০২০ সালের নভেম্বরের মধ্যে ১৬০ মি২ আয়তনের বাড়িটি সম্পন্ন হয়। দেয়াল মুদ্রণের জন্য মাত্র দুইজন অপারেটর প্রয়োজন হয়েছিল, যার মধ্যে পানি স্থাপন, বিদ্যুৎ এবং পাইপ সংযোগ অন্তর্ভুক্ত ছিল।

### নাইমেখেন, নেদারল্যান্ডস: পথচারী সেতু
২০২১ সালে নেদারল্যান্ডসের শহর নাইমেখেন ২৯ মিটার দীর্ঘ বিশ্বের দীর্ঘতম ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট পথচারী সেতু উন্মোচন করে। অনুমান করা হয় যে কাঠামোগত শক্তি যেখানে প্রয়োজন সেখানে কংক্রিট স্থাপন করার মাধ্যমে ৩ডি মুদ্রণ প্রায় ৫০% উপকরণ সাশ্রয় করেছে। সেতুর ৩ডি-মুদ্রিত উপাদানগুলো BAM এবং Weber Beamix অফসাইটে প্রস্তুত করে, পরে সেগুলো পরিবহন করে সাইটে সংযোজন করা হয়। এর আগে দীর্ঘতম ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট সেতুর রেকর্ড ছিল ২৬ মিটার, যা সাংহাইয়ে Tsinghua University দ্বারা নির্মিত হয়েছিল।
## অর্থনৈতিক প্রভাব

ব্যয় ও অর্থনীতির দৃষ্টিকোণ থেকে ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের একটি সুবিধা হলো এতে ফর্মওয়ার্কের প্রয়োজন হয় না, যা প্রচলিত কংক্রিট ঢালাইয়ের ক্ষেত্রে ছাঁচ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। উপকরণ ও শ্রম ব্যয়ের কারণে ফর্মওয়ার্ক মোট কংক্রিট নির্মাণ ব্যয়ের প্রায় ৫০% পর্যন্ত হতে পারে। তবে প্রিন্ট হেডের নোজল এবং অতিরিক্ত পর্যবেক্ষণ যন্ত্রসহ যন্ত্রপাতির সঙ্গে সম্পর্কিত ব্যয় রয়েছে। এছাড়া, ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণ প্রায়ই প্রচলিত কংক্রিট থেকে ভিন্ন হয়, কারণ এক্সট্রুশন প্রক্রিয়ায় সহায়তার জন্য এতে ন্যানো-ক্লে, ন্যানো-সিলিকা এবং অন্যান্য রাসায়নিক অ্যাডমিক্সচার যোগ করা হয়।

উৎপাদনশীলতার দিক থেকে ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট পরোক্ষ অর্থনৈতিক সুবিধাও প্রদান করে। নির্মাণ খাত সাধারণত অত্যন্ত ঐতিহ্যনির্ভর, এবং গত কয়েক দশক ধরে অধিকাংশ প্রক্রিয়া প্রায় অপরিবর্তিত রয়েছে। এর প্রধান কারণ হলো বিদ্যমান পদ্ধতিগুলো এখনো বহু নির্মাণ প্রয়োগে কার্যকর। উদাহরণস্বরূপ, Garcia de Soto পরিচালিত একটি গবেষণায় বিভিন্ন জ্যামিতিক জটিলতার রোবোটিকভাবে নির্মিত ও প্রচলিতভাবে নির্মিত দেয়াল সমাবেশের তুলনা করা হয়। সেখানে দেখা যায়, সরল দেয়ালের ক্ষেত্রে প্রচলিত নির্মাণ পদ্ধতি রোবোটিক নির্মাণকে অতিক্রম করে; তবে জ্যামিতিক জটিলতা বৃদ্ধি পেলে রোবট অধিক উৎপাদনশীল হয়ে ওঠে। রোবোটিক নির্মাণের কারণে অতিরিক্ত কোনো ব্যয় দেখা যায়নি, এবং উভয় ক্ষেত্রেই ব্যয়ের প্রধান নির্ধারক ছিল উপকরণ উৎপাদন, নির্মাণ প্রক্রিয়া নয়।
## পরিবেশগত প্রভাব
৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের পরিবেশগত প্রভাব নির্দিষ্ট প্রকল্পে ব্যবহৃত প্রক্রিয়া ও উপকরণের ওপর ব্যাপকভাবে নির্ভরশীল। ফর্মওয়ার্কের প্রয়োজনীয়তা দূর হওয়ায় ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটে উপকরণ ব্যবহার কমানোর সম্ভাবনা রয়েছে; তবে বিশেষায়িত অ্যাডমিক্সচার ও প্রয়োজনীয় প্রযুক্তি পরিবেশের ওপর প্রচলিত কংক্রিট নির্মাণের মতোই প্রভাব ফেলতে পারে। একটি cradle-to-grave জীবন-চক্র মূল্যায়ন (LCA)-এ প্রচলিতভাবে নির্মিত একটি কংক্রিট দেয়াল এবং ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট দেয়ালের পরিবেশগত প্রভাব তুলনা করে দেখা গেছে যে, রিইনফোর্সমেন্ট ব্যবহার না করলে ৩ডি-মুদ্রিত বিকল্পটি পরিবেশগত প্রভাব হ্রাস করতে সক্ষম হয়। পরিবেশগত প্রভাব পরিমাপে গ্লোবাল ওয়ার্মিং পোটেনশিয়াল, অ্যাসিডিফিকেশন পোটেনশিয়াল, ইউট্রোফিকেশন পোটেনশিয়াল এবং স্মগ গঠন পোটেনশিয়ালের মতো সূচক ব্যবহার করা হয়েছে। ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট কাঠামোতে রিইনফোর্সমেন্ট যুক্ত করার পর এসব প্রভাব প্রচলিত নির্মাণ পদ্ধতির তুলনায় বেশি হয়ে যায়, বিশেষত গ্লোবাল ওয়ার্মিং ও স্মগ গঠন পোটেনশিয়ালের ক্ষেত্রে।

আরেকটি LCA-তে প্রচলিত ও ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট দেয়ালের তুলনামূলক গবেষণা করা হয়, যেখানে কাঠামোর জটিলতার মাত্রা পরিবর্তন করা হয়। এতে দেখা যায়, কাঠামোর জটিলতা বৃদ্ধি পেলে ৩ডি-মুদ্রণ পদ্ধতির পরিবেশগত প্রভাব তুলনামূলকভাবে কম হয়। এর প্রধান কারণ হলো ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট জটিল আকৃতি অর্জন করতে পারে এবং একই সঙ্গে ফর্মওয়ার্ক ও কংক্রিটের আয়তন সাশ্রয় করে নির্মাণ উপকরণ কম ব্যবহার করতে সক্ষম হয়। সার্বিকভাবে, ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের পরিবেশগত প্রভাব কাঠামোর নকশা এবং প্রকৌশলী কতটা দক্ষতার সঙ্গে উপকরণ ব্যবহার অনুকূল করতে পারেন তার ওপর নির্ভরশীল। উপকরণভিত্তিক বিবেচনায় পরিবেশগত প্রভাব প্রচলিত কংক্রিটের অনুরূপ, কারণ সিমেন্ট বন্ধনকারী এখনো প্রয়োজন হয়। তবে ৩ডি মুদ্রণের সঙ্গে সংশ্লিষ্ট সরলীকৃত নির্মাণ প্রক্রিয়া উপকরণ অপচয় ও সাইটে নির্গমন হ্রাস করে।

চারটি উদাহরণের ভিত্তিতে অনুমান করা হয়েছে যে ৩ডি-মুদ্রিত বাড়ি নির্মাণের সঙ্গে সংশ্লিষ্ট প্রতি বর্গমিটার গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমনের পরিমাণ প্রচলিতভাবে নির্মিত বাড়ির তুলনায় কম।
## চ্যালেঞ্জ ও সীমাবদ্ধতা
বিভিন্ন সীমাবদ্ধতা ৩ডি কংক্রিট মুদ্রণকে নির্মাণ শিল্পে ব্যাপকভাবে গ্রহণযোগ্য হতে বাধা দিচ্ছে। প্রথমত, ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটে ব্যবহৃত উপকরণের পরিসর সীমিত, বিশেষত নোজল এক্সট্রুশন ও কংক্রিট স্তর সঞ্চিতকরণ প্রক্রিয়ার কারণে, যা অকাল ধসের চ্যালেঞ্জ সৃষ্টি করে। তাই উপকরণ বৈশিষ্ট্য নিয়ে গবেষণা এবং কাঠামোগত কংক্রিট কোড ও ৩ডি মুদ্রণ প্রয়োগ—উভয়ের সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ উচ্চমানের সিমেন্টজাত উপকরণ উন্নয়ন বর্তমানে একটি গুরুত্বপূর্ণ গবেষণাক্ষেত্র। কংক্রিট মিশ্রণ অত্যন্ত সংবেদনশীল হওয়ায় সিমেন্টের ধরন, অ্যাগ্রিগেট বা অ্যাডমিক্সচারে পরিবর্তন ঘটলে কংক্রিটের বৈশিষ্ট্য ও আচরণে প্রভাব পড়ে।

বর্তমান বিল্ডিং কোডে কংক্রিটকে সমজাতীয় পদার্থ হিসেবে বিবেচনা করা হয়, যদিও বাস্তবে কংক্রিট অ্যানিসোট্রপিক। স্তরভিত্তিক মুদ্রণের ফলে এই অ্যানিসোট্রপি আরও স্পষ্ট হয়ে ওঠে, ফলে বিকৃতি ও ফাটল নির্ধারণের জন্য নতুন পদ্ধতি উন্নয়ন প্রয়োজন। এছাড়া বর্তমান কংক্রিট উপাদান পরীক্ষা সাধারণত ASTM C39 অনুযায়ী নলাকার নমুনার ওপর পরিচালিত হয়। বিশেষত মানসম্মত পরীক্ষার ক্ষেত্রে ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিটের জন্য এখনো কোনো পদ্ধতিগত বা তাত্ত্বিক ভিত্তি প্রতিষ্ঠিত হয়নি।

বর্তমান ৩ডি-মুদ্রিত প্রকল্পগুলো মূলত মডেল প্রোটোটাইপিং এবং নিম্ন-উচ্চতার বৃহৎ-আয়তনের ভবনে সীমাবদ্ধ রয়েছে; উচ্চ-উচ্চতার বাণিজ্যিক ভবনে এর ব্যবহার ৩ডি প্রিন্টার প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতার কারণে সীমিত। প্রিন্টারকে ভবনের উচ্চতার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হয়, ফলে ৩ডি প্রিন্টারের স্থিতিশীলতা ও নকশা নিয়ে অতিরিক্ত গবেষণা প্রয়োজন। পাশাপাশি, উচ্চতর কাঠামোর জন্য প্রয়োজনীয় রিইনফোর্সমেন্ট সংযোজনও ৩ডি কংক্রিট মুদ্রণে একটি বড় চ্যালেঞ্জ। বিস্তারিত জানতে দেখুন কংক্রিট ৩ডি মুদ্রণে রিইনফোর্সমেন্ট।
## গবেষণা ও উন্নয়ন
৩ডি কংক্রিট মুদ্রণ বিষয়ে অগ্রণী গবেষণা পরিচালিত হচ্ছে ETH Zurich, লাফবরো বিশ্ববিদ্যালয়, সুইনবার্ন প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়, আইন্ডহোভেন প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয় এবং কাতালোনিয়ার উন্নত স্থাপত্য ইনস্টিটিউট-এ, এছাড়াও আরও বহু প্রতিষ্ঠানে।

### সম্মেলন
শিল্প ও একাডেমিয়া—উভয় ক্ষেত্রেই ৩ডি কংক্রিট মুদ্রণের প্রতি আগ্রহ বৃদ্ধির ফলে আন্তর্জাতিক পর্যায়ে একাধিক সম্মেলনের সূচনা হয়েছে। শিল্পকেন্দ্রিক দুটি আন্তর্জাতিক সম্মেলন ২০১৭ সালের ফেব্রুয়ারি ও নভেম্বর মাসে কোপেনহেগেনে 3DPrinthused দ্বারা আয়োজিত হয়। পরবর্তীতে দ্বিবার্ষিক Digital Concrete একাডেমিক সম্মেলন ২০১৮ সালে ETH Zürich-এ, ২০২০ সালে আইন্ডহোভেন প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়ে এবং ২০২২ সালে লাফবরো বিশ্ববিদ্যালয়ে অনুষ্ঠিত হয়। এশিয়া-প্রশান্ত মহাসাগরীয় অঞ্চলকে কেন্দ্র করে আরেকটি সমান্তরাল ধারাবাহিক সম্মেলন সিরিজ ২০১৮ সালে সুইনবার্ন প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়ে, ২০১৯ সালে তিয়ানজিন বিশ্ববিদ্যালয়ে এবং ২০২০ সালে সাংহাই টংজি ও হেবেই বিশ্ববিদ্যালয়ে আয়োজিত হয়।
## সম্পর্কিত বিষয়
কংক্রিট মুদ্রণ সরাসরি চূড়ান্ত উপাদান তৈরিতে ব্যবহার করা যেতে পারে, অথবা পরোক্ষভাবে এমন ফর্মওয়ার্ক তৈরিতে ব্যবহৃত হতে পারে যার মধ্যে কংক্রিট ঢালা বা স্প্রে করা হয়।

৩ডি-মুদ্রিত ফর্মওয়ার্ক ৩ডি কংক্রিট মুদ্রণের কিছু প্রধান চ্যালেঞ্জ মোকাবিলা করে। রিইনফোর্সমেন্ট বার প্রচলিত পদ্ধতিতে সংযুক্ত করা যায়, এবং প্রচলিতভাবে ঢালা বা স্প্রে করা কংক্রিট বিল্ডিং কোড মেনে চলে। পাশাপাশি, ৩ডি কংক্রিট মুদ্রণের তুলনায় কংক্রিটের পৃষ্ঠমান উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়। মসৃণ পৃষ্ঠ অর্জনের জন্য ৩ডি-মুদ্রিত ফর্মওয়ার্কে আবরণ দেওয়া বা পালিশ করা যেতে পারে।

### ফর্মওয়ার্ক হিসেবে ৩ডি-মুদ্রিত কংক্রিট
স্তরভিত্তিক এক্সট্রুশনসহ ৩ডি কংক্রিট মুদ্রণ ব্যবহার করে কংক্রিট ঢালাইয়ের জন্য স্থায়ী (stay-in-place) ফর্মওয়ার্ক তৈরি করা হয়েছে। এই পদ্ধতিতে প্রথম ধাপে একটি পাতলা আবরণ তৈরি করা হয়, যা এক বা দুটি ৩ডি-মুদ্রিত কনট্যুর নিয়ে গঠিত এবং তা প্রিফ্যাব্রিকেশন প্ল্যান্টে বা সরাসরি সাইটে প্রস্তুত করা যেতে পারে। পরবর্তী ধাপে রিইনফোর্সমেন্ট খাঁচা স্থাপন ও নির্দিষ্ট অবস্থানে সুরক্ষিত করা হয়। শেষে কংক্রিটটি আবরণের ভেতরে ঢালা হয়—একবারে বা কয়েক ধাপে—যাতে ফর্মওয়ার্কের নিম্নাংশে হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ জমে না।

কাঠামোগত গণনার ক্ষেত্রে সাধারণত ৩ডি-মুদ্রিত আবরণ উপেক্ষা করা হয় এবং কেবল ঢালা কংক্রিটকেই ভারবাহী হিসেবে বিবেচনা করা হয়। তবে ৩ডি-মুদ্রিত আবরণটি প্রয়োজনীয় কংক্রিট কভার হিসেবে বিবেচিত হতে পারে, যা ইস্পাত রিইনফোর্সমেন্টকে ক্ষয় থেকে সুরক্ষা দেয়।

### কংক্রিটের জন্য ৩ডি-মুদ্রিত ফর্মওয়ার্ক
বিকল্পভাবে, কংক্রিটের ফর্মওয়ার্ক তৈরিতে অসিমেন্টজাত উপকরণ দিয়ে ৩ডি মুদ্রণ ব্যবহার করা যেতে পারে। কাদা, ফোম, মোম ও পলিমার দিয়ে এক্সট্রুশন প্রিন্টিং, পাশাপাশি বালু ও স্টেরিওলিথোগ্রাফি ব্যবহার করে বাইন্ডার জেটিং—এসব পদ্ধতি স্থাপত্য কংক্রিট উপাদানের ফর্মওয়ার্ক তৈরিতে ব্যবহৃত হয়েছে।

## আরও দেখুন
* নির্মাণ ৩ডি মুদ্রণ
* কংক্রিট ৩ডি মুদ্রণে রিইনফোর্সমেন্ট
* ত্রিমাত্রিক মুদ্রণ
* ত্রিমাত্রিক মুদ্রণ প্রক্রিয়া
* ত্রিমাত্রিক মুদ্রণের প্রয়োগ
* আবাসিক নির্মাণ
* স্লিপ ফর্মিং
* কনট্যুর ক্রাফটিং

## তথ্যসূত্র

বিষয়শ্রেণী:ত্রিমাত্রিক মুদ্রণ প্রক্রিয়া
বিষয়শ্রেণী:কংক্রিট
বিষয়শ্রেণী:নির্মাণ প্রকৌশল
বিষয়শ্রেণী:নির্মাণ প্রযুক্তি