تقوم روبوتات الطباعة ثلاثية الأبعاد في المملكة المتحدة ببناء هياكل خرسانية مملوءة بالجرافين في الموقع، تعمل على خفض انبعاثات الكربون الناتجة عن بناء السكك الحديدية بنسبة 50%.

تعمل المملكة المتحدة على تسريع بناء شبكة السكك الحديدية عالية السرعة (HS2) بمساعدة الطباعة ثلاثية الأبعاد للخرسانة المسلحة في موقع العمل والتي تقوم بها الروبوتات

حيث كشف بيان صحفي أن طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد، التي تعمل على تعزيز وزيادة مقاومة الخرسانة باستخدام الجرافين

ستقلل أيضاً بشكل كبير من انبعاثات الكربون الناتجة عن عمليات إنشاء شبكة السكك الحديدية.

تم تطوير هذه التقنية، المسماة “طباعة البنية التحتية”، بواسطة HS2 Ltd لمقاولة الأنفاق في لندن التابعة لشركة SCS JV.

ستساعد هذه التقنية في إنشاء خط سكة حديدية فائق السرعة ثانٍ في المملكة المتحدة والذي يربط بين لندن وبرمنغهام ومانشستر وليدز.

تعزيز طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد البنية التحتية للسكك الحديدية

يُمكن القول أن فوائد الطباعة ثلاثية الأبعاد لشبكات السكك الحديدية عديدة، حيث سيسمح استخدام الروبوتات التي يتم تشغيلها عن بُعد لشركة SCS JV بطباعة هياكل ثلاثية الأبعاد في الموقع

مما يوفر عليها الحاجة إلى نقل تلك الهياكل عن طريق البر قبل إنزالها إلى مكانها باستخدام الرافعات الكبيرة.

كما تسمح تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضاً ببناء الهياكل في مساحات ضيقة مما يعني أن العمليات اللوجستية الصعبة والمكلفة لن تكون ضرورية.

ونظراً لأن العمل يتم في الموقع بواسطة روبوتات الطباعة ثلاثية الأبعاد، فلا داعي أيضاً لتعليق الخدمات من أجل ضمان سلامة الأشخاص العاملين

مما سيسرع من وقت البناء ويقلل من اضطراب المجتمعات المحلية.

علاوة على ذلك، توفر تقنية الطباعة الخرسانية ثلاثية الأبعاد أيضاً فوائد بيئية، أي أنه يتم بناء الهياكل الخرسانية المسلحة باستخدام نمط شبكي داخلي مقوى يقلل من كمية الخرسانة المطلوبة مع توليد نفايات أقل أيضاً.

أخيراً، يتم تقوية الخرسانة المستخدمة في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الجرافين وهو من أقوى المواد.

تحل خيوط مجهرية من الجرافين، بسماكة بضع ذرات فقط، محل قضبان التسليح الحديدية، مما يجعل بناء الهياكل أسهل مع منحها قوة أكبر وآثار كربونية أقل في نفس الوقت.

تم تطوير ابتكار الجرافين بواسطة ChangeMaker 3D الشريك في Worcestershire التابع لشركة SCS JV.

تقليل الآثار البيئية للبناء

وفقاً لـ SCS JV، فإن العملية التي طورتها لديها القدرة على تقليل انبعاثات الكربون لبناء السكك الحديدية بنسبة تصل إلى 50 بالمائة

فقد صرحت مديرة ChangeMaker 3D، ناتالي وادلي بأن “ChangeMaker 3D ترمز إلى الاستدامة في البيئة المبنية

وذلك من خلال مشروع ابتكار طباعة البنية التحتية مع SCS JV – وهو الأول من نوعه في المملكة المتحدة لهذه التكنولوجيا

وقالت: “نحن فخورون بدعم قطاع السكك الحديدية لإطلاق إنشاءات منخفضة الكربون”.

مشروع آخر بارز للطباعة ثلاثية الأبعاد هو جسر خرساني مطبوع ثلاثي الأبعاد ومقره هولندا، تم بناؤه بالتعاون مع جامعة غينت.

أظهر هذا المشروع أيضاً إمكانات التكنولوجيا التي تسمح بالعمل على تصاميم أكثر مرونة مع تقليل انبعاثات الكربون.

الطباعة ثلاثية الأبعاد لديها القدرة على تغيير الطريقة التي يتم العمل بها في مجال البناء تماماً، مما يقلل من انبعاثات الكربون وكمية النفايات المتولدة في مواقع البناء.

تعتبر شبكة السكك الحديدية الكبيرة هي المنصة المثالية لاختبار هذه التقنيات بهدف إطلاقها لصالح الكوكب.

• إعداد: المهندسة رهف محمود
• تدقيق: المهندسة كارمن الصالح
• تحرير: المهندس بشار الحجي