نوآوری محقق دانشگاه شارجه

پیشرفت چاپ سه‌بعدی بتن از طریق همکاری‌های صنعتی

شارجه، امارات متحده عربی، ۲۷ می ۲۰۲۳ – دکتر عادل التمیمی، استاد مهندسی عمران در دانشگاه آمریکایی شارجه (AUS)، با تحقیق در زمینه استفاده از رباتیک در چاپ سه‌بعدی بتن، گام بلندی در تحول صنعت ساخت‌وساز برداشته است. این فناوری نوین، به‌عنوان ابزاری برای اتوماسیون در صنعت ساخت‌وساز، می‌تواند بهره‌وری، ایمنی، پایداری، سرعت، سفارشی‌سازی و کاهش هزینه‌ها را به شکل چشمگیری بهبود بخشد.

گام به سوی اتوماسیون در صنعت ساخت‌وساز

دکتر التمیمی در راستای تبدیل امارات به یک قطب جهانی در حوزه چاپ سه‌بعدی، سیستم نیمه‌اتوماسیون پیشرفته‌ای را در آزمایشگاه مهندسی عمران دانشگاه طراحی کرده است. این سیستم برای آزمایش و تولید نمونه‌های بتن چاپ‌شده سه‌بعدی در حالت تازه و سخت شده استفاده می‌شود. در حال حاضر، ۱۰ دانشجوی تحصیلات تکمیلی در حال پژوهش روی این فناوری هستند و نتایج تحقیقات آنها در قالب چندین مقاله علمی منتشر شده است.

یکی از نتایج برجسته این پژوهش، ساخت ویلای بتنی چاپ‌شده سه‌بعدی در شارجه بود. این پروژه با همکاری پارک تحقیقات و نوآوری شارجه (SRTIP) و فارغ‌التحصیل مهندسی عمران AUS، حیدر الحیدری، انجام شد. در این پروژه، شرکت MEET Construction با همکاری Cybe Construction، ساخت این ویلا را نظارت کرد. همچنین تعدادی از دانشجویان مهندسی AUS نیز در این پروژه مشارکت داشتند و از فرصت‌های عملی آموزش بهره‌مند شدند.

پروژه‌های پژوهشی و نوآوری‌های صنعتی

تحت سرپرستی دکتر التمیمی، چندین پروژه تحقیقاتی دیگر نیز انجام شد که به همکاری‌های صنعتی منجر شد. این پروژه‌ها شامل طراحی بازوهای رباتیکی برای پوشش بتن با یک لایه خودتمیزشونده در سال ۲۰۲۰ و پایان‌نامه‌های تحصیلات تکمیلی در زمینه چاپ سه‌بعدی تیرهای چندلایه ساختاری در سال‌های ۲۰۲۰ و ۲۰۲۱ بود. این پژوهش‌ها به‌طور عمده از اکستروژن دستی استفاده کردند، اما تحقیقات جدید دکتر التمیمی با استفاده از سیستم نیمه‌اتوماسیون AUS، به سمت روش‌های پیشرفته‌تر حرکت کرده است.

پیشرفت‌های جدید و همکاری‌های صنعتی

دکتر التمیمی برای توسعه بیشتر این فناوری، به همکاری با صنایع محلی روی آورده است. این تلاش‌ها شامل استفاده از بازوهای رباتیکی برای اکستروژن بتن، طراحی مجدد هدها و نازل‌های چاپ، ادغام مکانیزم‌های چاپ در تجهیزات موجود در محل‌های ساخت‌وساز و استفاده از الیاف برای افزایش استحکام بتن اکسترود شده است. او تأکید دارد که همکاری با بخش خصوصی و دولتی برای تدوین دستورالعمل‌هایی در زمینه یکپارچگی ساختاری، ایمنی و عملکرد بلندمدت بتن چاپ‌شده سه‌بعدی، از الزامات گسترش استفاده از این فناوری است.

مزایای چاپ سه‌بعدی بتن

فناوری چاپ سه‌بعدی بتن به‌عنوان یک راهکار نوین در صنعت ساخت‌وساز، دارای مزایای بی‌شماری است:

1. کاهش زمان و هزینه: چاپ سه‌بعدی بتن می‌تواند هزینه‌های نیروی کار و زمان ساخت را به شدت کاهش دهد.
2. سفارشی‌سازی: این فناوری امکان تولید اشکال و طرح‌های پیچیده‌ای را فراهم می‌کند که با روش‌های سنتی دشوار یا غیرممکن است.
3. کاهش ضایعات: در روش چاپ سه‌بعدی، مقدار دقیق مصالح مورد نیاز استفاده می‌شود که ضایعات را به حداقل می‌رساند.
4. دوام و استحکام: استفاده از الیاف و لایه‌های چندگانه در این روش، استحکام ساختارها را افزایش می‌دهد.
5. پایداری محیط‌زیستی: با کاهش ضایعات و استفاده از مواد بازیافتی، این فناوری تأثیر کمتری بر محیط‌زیست دارد.

جایگاه برجسته دانشگاه آمریکایی شارجه در منطقه

دانشکده مهندسی عمران دانشگاه آمریکایی شارجه به دلیل برنامه‌های استثنایی آموزشی در سطح کارشناسی و تحصیلات تکمیلی شناخته شده است. این دانشگاه در رتبه نخست امارات و بین ۱۵۰ دانشگاه برتر جهان در مهندسی عمران و سازه قرار دارد (رتبه‌بندی موضوعی QS، ۲۰۲۳).

چاپ سه‌بعدی بتن، به‌عنوان یکی از فناوری‌های پیشرو در صنعت ساخت‌وساز، می‌تواند انقلابی در روش‌های ساخت‌وساز ایجاد کند و دکتر التمیمی و دانشگاه آمریکایی شارجه در خط مقدم این تحول قرار دارند.