3D Baskı Konut Mimarisini Yeniden Şekillendirebilir mi?

Dubai, 2025 yılına kadar, binalarının dörtte birinin geleneksel mimarinin sınırlarını yeniden tanımlayabilen ve zorlayan, hızla büyüyen bir teknolojinin potansiyelini gösteren 3D inşaat yöntemleriyle basılmasını planlıyor. Teknik, inşaat, mühendislik ve mimarlık alanlarında uygulanabilir bir çözüm olarak ortaya çıktığı günden beri popülaritesi hızla artıyor. Aslında, Grand View Research tarafından  hazırlanan temmuz 2021 raporuna göre, küresel 3D inşaat pazarının sadece 2021 ile 2028 arasında %91 oranında büyümesi bekleniyor. Bu hızlı büyüme neden? 3D baskı, daha hızlı bir alternatif olmasının ve daha düşük inşaat maliyetlerine sahip olmasının yanı sıra, uygun fiyatlı konut çözümleri sunabilir ve sayısız tasarım olanağına izin verebilir. Bu nedenle, mimarların tasarım ve uygulama süreçlerinde hız ve verimliliğin temel faktörler haline geldiği yeni bir teknolojik çağa uyum sağlamaları gerektiğinden, 3D baskının yükselişi büyük umut vaat ediyor. 3D baskı, bildiğimiz şekliyle inşaatı yeniden şekillendirmeye bile yardımcı olabilir.

Tasarım Esnekliği ve Azaltılmış İnşaat Süresi

3D inşaat baskısı, betonu kalıp kullanmadan şekillendiren yeni bir teknolojidir; yani prefabrik parçalar ve tüm duvarlar herhangi bir biçimde zamanında ve uygun maliyetli bir şekilde basılabilir. Temel olarak, bilgisayar kontrollü bir süreçle üç boyutlu şekiller oluşturulur, geleneksel inşaat sürecini dönüştürür ve çeşitli tasarım fırsatlarına izin verir. Diğer geleneksel yöntemlerin aksine mimarlar, yaratıcı, yenilikçi ve göz alıcı binalar için benzeri görülmemiş yüzeyler, şekiller ve renkler ile kendi türlerinde ilk ve tek olan bireysel yapıları kolayca geliştirebilirler. Pratik olarak herhangi bir organik şekil mümkündür: kavisli veya düz duvarlar, pürüzsüz veya pürüzlü yüzeyler, düz veya açılı alanlar vb. Gerçekten de, mimari yaratıcılığı ifade etmenin bir sınırı yoktur.

Bu tür tasarım özgürlüğünün yanı sıra, baskı sürecinin kendisi de özellikle verimlidir. Başlangıçtan itibaren yalnızca yüksek derecede planlama güvenilirliği sunmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek bir baskı hızına sahiptir ve düşük koordinasyon çabası gerektirir, böylece inşaat maliyetlerini düşürür. Örneğin, PERI AG , yeni teknik sayesinde artık sadece 25 saatlik saf baskı süresinde (aksi takdirde aylar veya yıllar içinde tuğla veya ahşapla inşa edilmiş) bir müstakil evin tamamını kolayca inşa edebilir. Bu, geleneksel yöntemlere kıyasla daha kısa sürede ve ekstra maliyet olmadan hayata geçebilecek mimari açıdan yenilikçi binaların olasılığını açar.

3D Baskı Nasıl Çalışır?

3D inşaat baskı teknolojisi şu anda erken bir aşamada olmasına rağmen, dünyanın önde gelen kalıp ve iskele sistemleri tedarikçilerinden biri olan PERI, birkaç yıldır pazarda yoğun bir şekilde yer almaktadır. Danimarkalı şirket COBOD ile birlikte Alman aile şirketi, teknolojiyi geliştirmek ve yeni pazarlara açılmak için çalışıyor. Odak noktası öncelikle konut inşaatıdır, ancak aynı zamanda bireysel prefabrik bileşenlerin üretimini de içerir.

PERI, duvarlar, sütunlar, merdivenler veya diğer yapı elemanları gibi çok çeşitli uygulamalar için herhangi bir yönde yapılandırılabilen, tamamen gelişmiş ve güvenli bir 3D inşaat yazıcısı olan COBOD BOD2 olarak bilinen bir makine kullanır. Her COBOD BOD2, saha dışı üretim ve yerinde uygulama için uygun bir portal sistemi gibi sayısız avantaj sunar. Bunun yanı sıra, sık yer değiştirme ve kalibrasyon ihtiyacını ortadan kaldırır. Aynı zamanda sistem, belirli projelere uyacak şekilde seçilebilen bir dizi modül içerir.

Ancak yazıcı, diğer makinelere kıyasla, özellikle hızı nedeniyle öne çıkıyor. 1m/s maksimum hız ile piyasadaki en hızlı inşaat matbaacısı olmanın yanı sıra, baskı devam ederken baskı alanı içerisinde de iş yapılabileceği şekilde sertifikalandırılmıştır. Bu nedenle, boru montajı gibi her türlü manuel çalışma kolayca entegre edilebilir ve böylece inşaat sürecini optimize edebilir.

Daha geçen yıl, bir 3D inşaat yazıcısının ilk satışı başarısını kanıtladı. Çok çeşitli prefabrike beton elemanlar üretmek ve planlama kısıtlamalarını en aza indirmek amacıyla Alman şirketi Röser GmbH, yenilikçi uzun vadeli bir yatırım olarak PERI'ye sipariş verdi.

Uygulama Yöntemi

Tavanlar, döşeme plakaları ve temeller geleneksel bir şekilde inşa edilmiş olsa da, BOD2 beton duvarları başarıyla üretebileceğini kanıtlamıştır. Yazıcı şantiyeye nakledildikten sonra Z eksenleri kurulur, yazıcı kafası çelik yapının X eksenine takılır ve BOD2'ye ticari olarak mevcut bir silo ve beton pompası bağlanır. Montaj tamamlandıktan sonra, baskı işlemi, güvenli bir metal çerçeve üzerinde 3 eksen boyunca üç boyutlu olarak çalışır.

Baskılı boşluklu duvar, konut binalarındaki statik gereksinimleri karşıladığı için herhangi bir donatıya gerek yoktur. Ek olarak, baskılı çift cidarlı boşluk duvarları, yalıtım yöntemlerini herhangi bir şekilde entegre edebilir.

Konut Binaları: 3D İnşaat Teknolojisi İçin Kilometre Taşları

3D inşaat teknolojisi eşi görülmemiş bir dönüm noktası yaşadı: Almanya'nın ilk tam işlevli matbaası resmi olarak açıldı ve şimdi pazara hazır. Eylül 2020'de basılmaya başlanan, PERI tarafından inşa edilen ve MENSE-KORTE ingenieure+architekten tarafından tasarlanan iki katlı müstakil ev, tüm yasal onay süreçlerinden geçti. Ardından bu temmuz ayında Kuzey Ren-Vestfalya'daki Beckum'da açıldı. Her katta 80 m2 yaşam alanı ile PERI, yalıtım bileşeniyle doldurulmuş, su ve elektrikle ilgili öğeler için alan göz önünde bulundurarak üç cidarlı boşluk duvarlarını yazdırdı. Röser GmbHtavan arası bileşenlerini prefabrik parçalar olarak tedarik etti, bu da yerinde baskı işlemiyle birleştiğinde homojen bir birim ile sonuçlandı.

Beckum projesine, özgünlük, uygulama ve etkinlik yoluyla endüstride ilerlemeler sunan projeleri tanıyan yıllık bir ödül olan Alman Tasarım Konseyi tarafından Alman İnovasyon Ödülü verildi.

PERI'yi pazarda öncü olarak konumlandırmanın yanı sıra, türünün tek örneği olan projenin başarısı, 3D inşaatın uygulanabilir olduğunu kanıtlıyor ve endüstride çok çeşitli olanaklar sunuyor. Aynı zamanda bu proje, daha büyük ve daha karmaşık konut birimleri için zemin hazırlıyor. Beckum'daki evde çalışmaya başladıktan tam iki ay sonra PERI, bu kez Bavyera Wallenhausen'de olmak üzere Avrupa'nın en büyük basılı apartmanını basmak için yola çıktı. 3 katlı ve 380 m2'ye yayılan 5 üniteden 4'ü kiraya verilmiş olup, bir tanesi gösteri dairesi olarak kullanılmaktadır. O zamandan beri, Beckum'da başlangıçta öğrenilenlerin çoğu, Almanya'daki Constance Gölü'ndeki bir apartman uzantısı olan Tempe, Arizona'daki ilk konut projesine de dahil edildi. Bunun yanına bu proje Avusturya'da STRABAG SE ile işbirliği içinde yürütülen ilk 3D baskılı bina olarak gösterildi.

Avusturya'daki son baskı projesi ile PERI 3D inşaat baskı ekibi, bir yılda beş baskı projesini başarıyla tamamladı. Bunların hepsi araştırma projeleri değil, daha çok tüm imar onay süreçlerinden geçmiş, kiraya verilmiş, oturulmuş veya içinde insanların çalıştığı gerçek evlerdir.

Dünyanın dört bir yanındaki mimarlar belirsizlik, işgücü, konut kıtlığı veya diğer endüstri zorluklarıyla karşı karşıya kaldıkça, kesin olan tek bir şey var: bildiğimiz şekliyle inşaat ve planlama birçok alanda temelden değişecek. Gelecek vaat eden bir alternatif olarak 3D inşaat baskısı ile yavaş ve maliyetli planlama ayarlamaları geçmişte kalabilir. Artan yaşayabilirliği, üretkenliği ve inşaat sürecinin optimizasyonu, yalnızca uygun fiyatlı konut çözümleri ve daha düşük kiralar sunmakla kalmaz, aynı zamanda afetten etkilenen bölgeler için barınaklar veya daha sürdürülebilir inşaatlara bir yanıt da sağlayabilir. Endüstrinin diğer pazarlarında ve segmentlerinde keşfedilecek çok fazla potansiyel olmasına rağmen, 3D inşaat baskısının burada kalacağı açıktır.