رئيس تنفيذي شاب بدأ مشروعًا للطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء ما يعتقد أنه منازل أسرع وأرخص وأكثر مقاومة للأعاصير وصديقة للبيئة، ويعمل أيضًا مع وكالة ناسا لريادة الطباعة ثلاثية الأبعاد على القمر.
بحلول نهاية العقد، طابعة من شركة جيسون بالارد, ومن المقرر أن تطير أيقونة إلى القمر لاختبار طباعة جزء من منصة الهبوط كجزء من الشراكة مع وكالة ناسا. وفي مكان أقرب إلى الوطن، تأمل شركة آيكون أن تساعد تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد في نهاية المطاف في معالجة العجز الخطير في الإسكان في الولايات المتحدة
لماذا يرى جيسون بالارد أن المنازل المطبوعة ثلاثية الأبعاد هي المستقبل؟
وتحتاج الولايات المتحدة إلى نحو 3.8 مليون وحدة سكنية، سواء للإيجار أو للبيع، وفقاً لأحدث التقديرات من فريدي ماك. ما هو متاح هو بعيد عن متناول معظم الأميركيين ماليا. وقد كشف تحليل للمنازل التي تم طرحها للبيع العام الماضي، أجراه موقع العقارات Redfin، عن ذلك 21% منها فقط كانت ميسورة التكلفة للمشتري النموذجي.
كانت خطة بالارد المهنية الأولية هي أن يصبح كاهنًا أسقفيًا.
قال: “لكن على طول الطريق، بدأت أشعر بالحكة حول عدم كون السكن مناسبًا”. “لذلك درست بيولوجيا الحفاظ على البيئة. وانخرطت في البناء المستدام، وعملت في ملجأ محلي للمشردين. والآن أفكر في التشرد وأعمل في البناء المستدام. وعلى طول الطريق، دمرت مدينتي بسبب إعصار.”
وعندما تمت الموافقة على التحاقه بالمدرسة اللاهوتية، طلب التوجيه من الأسقف الأسقفي في تكساس، الذي قال له، كما يقول، “جايسون، أريدك أن تتابع موضوع السكن هذا وكأن هذا هو كهنوتك، وهذه هي دعوتك.”
شارك بالارد في تأسيس شركة Icon في عام 2017 مع إيفان لوميس، وهو صديق جامعي لديه خلفية في مجال التمويل، وأليكس لو رو، خريج الهندسة في جامعة بايلور. أول منزل صغير لهم مطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد، والذي تم الكشف عنه في مهرجان SXSW في عام 2018، جعلهم يجتمعون مع آلان جراهام، مؤسس قرية هي الأولى من نوعها تسمى المجتمع أولاً! القرية التي توفر منازل صغيرة لعدة مئات من الرجال والنساء الذين كانوا بلا مأوى سابقًا.
قامت Icon 3D بطباعة مركز ترحيب وستة منازل صغيرة في Community First! قرية. هكذا أصبح تيم شيا، الرجل البالغ من العمر 73 عامًا والذي حارب إدمان الهيروين لعقود من الزمن، في عام 2020 أول شخص في هذا البلد يعيش في منزل مطبوع ثلاثي الأبعاد.
وقال بالارد: “سأستقيل إذا سُمح لي فقط ببناء منازل فاخرة، وسنفلس الآن إذا كان كل ما بنيناه هو منازل هامشية بنسبة 3٪ للمشردين”. “ولكن بمجرد وصول هذه التكنولوجيا بكامل قوتها، أعتقد أنها ستحدث تغييرًا جذريًا في الطريقة التي نبني بها.”
الأمر لا يتعلق فقط بالتكلفة
ويرى بالارد أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تمثل نقلة نوعية مطلوبة في صناعة البناء والتشييد. ويجادل بأن هيكل الإطار العصا التقليدي يكون عرضة للأعاصير والحرائق والنمل الأبيض. لخفض التكاليف، يقول بالارد إن المطورين غالبًا ما يقللون من جودة المواد والعمالة، ويقومون بإنشاء تطورات قطع ملفات تعريف الارتباط.
وقال بالارد: “نحن لا ننجح في شيء يتعين علينا القيام به بشكل صحيح. وفوق كل ذلك، إنها كارثة بيئية”. “وأود أن أقول بالتأكيد، وأعتقد أنكم ستوافقونني على ذلك، أنه من الملح الوجودي أن نحمي أنفسنا دون تدمير الكوكب الذي يجب أن نعيش عليه”.
وكما يوضح بالارد، فإن الجدران المبنية بشكل تقليدي تشتمل على خطوات متعددة ومواد بناء: انحياز، وحاجز للرطوبة، وتغليف، ومسامير، وجدران جافة، وعائمة، وشريط، وملمس. وعلى العكس من ذلك، فإن الجدران المطبوعة ثلاثية الأبعاد مبنية من مادة واحدة، والتي يتم تسليمها بواسطة الروبوت. ويقول بالارد أيضًا أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تولد نفايات أقل.
كيف تعمل منازل الطباعة ثلاثية الأبعاد
تبدأ عملية تصنيع أيكون بأكياس وزنها طن ونصف من مسحوق الخرسانة الجاف، والتي يتم خلطها بالماء والرمل والمواد المضافة. ثم يتم ضخ الخليط إلى طابعة آلية.
تتبع الطابعة مخططًا مبرمجًا مسبقًا للأرضية، مع فوهة تضغط على خليط الخرسانة الرطب طبقة تلو الأخرى. وقال كونر جينكينز، كبير مديري مشروع البناء في شركة آيكون، إن كل طبقة تسمى “خرزة” وتستغرق حوالي 30 دقيقة للاستلقاء. بحلول الوقت الذي تتم فيه تمريرة كاملة، تكون الطبقة قد تصلبت بدرجة كافية لدعم الخرزة التالية. تتم إضافة الفولاذ كل طبقة عاشرة من أجل القوة، ويتم ترك القواطع للسباكة والكهرباء.
يستغرق الأمر حوالي أسبوعين لطباعة منزل كامل مكون من 160 حبة.
في الوقت الحالي، تقوم شركة Icon بطباعة جدران منازلها بتقنية ثلاثية الأبعاد فقط. تتم إضافة الأسطح والنوافذ والأبواب والعوازل بالطريقة القديمة.
يتم استخدام هذه التقنية لبناء ما سيصبح قريبًا أول مجتمع كبير في العالم من المنازل المطبوعة ثلاثية الأبعاد. تقوم شركة Icon بطباعة 100 منزل كجزء من مشروع تطوير ضخم جديد شمال أوستن بولاية تكساس يسمى Wolf Ranch. ستبدأ المنازل المطبوعة ثلاثية الأبعاد بنطاق مرتفع يبلغ 400 ألف دولار.
شراكة ناسا مع Icon لجلب الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى القمر
بالارد، الذي تقدم ذات مرة ليكون رائد فضاء ولكن تم رفضه، يفكر فيما هو أبعد من الأوائل على الأرض. دخلت Icon في شراكة مع NASA لريادة الطباعة ثلاثية الأبعاد على القمر.
أعلنت وكالة ناسا عن سلسلة من مهمات أرتميس بهدف إعادة رواد الفضاء الأمريكيين إلى القمر لأول مرة منذ أكثر من 50 عامًا، وهذه المرة للبقاء. يتطلب البقاء على القمر بنية تحتية، بما في ذلك منصات الهبوط والطرق والمساكن، والتي لا يمكن نقلها بسهولة من الأرض. في مركز مارشال لرحلات الفضاء في هانتسفيل، ألاباما، يدير عالما ناسا جنيفر إدمونسون وكوركي كلينتون برنامجًا يسمى MMPACT، تقنيات البناء المستقلة من القمر إلى المريخ.
وقالت كلينتون: “نريد أن نكون قادرين على إنشاء الهياكل التي نحتاجها دون الحاجة إلى رعاية رواد الفضاء”.
كان كلينتون وفريقه في وكالة ناسا مهتمين منذ فترة طويلة بالطباعة ثلاثية الأبعاد باعتبارها تقنية محتملة للبناء على القمر، لذلك عندما سمع عن أعمال الطباعة ثلاثية الأبعاد المبكرة التي قامت بها شركة Icon، سافر إلى أوستن لتفقدها. منحت ناسا أموالًا لتطوير Icon في عام 2020، ثم في الخريف الماضي، حصلت على عقد بقيمة 57 مليون دولار.
يعمل بالارد وإيفان جنسن، الذي يقود مشروع Icon، على اكتشاف التحدي الأساسي: كيفية طباعة البنية التحتية ثلاثية الأبعاد على القمر دون الحاجة إلى شحن المواد إلى هناك من الأرض. ويعني استخدام ما يسمى بالثرى القمري، الذي يغطي سطح القمر، بدلاً من الخرسانة والماء، كمواد بناء.
وقال إدمونسون، عالم ناسا: “يتكون الثرى من الصخور التي تحطمت على مدى مليارات السنين من الكويكبات والمذنبات والأشياء”.
تمتلك شركة Icon حوضًا كبيرًا مليئًا بحطام القمر المُحاكي في منشأتها في أوستن، وقد اخترعت وبنت نظامًا آليًا للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدامه. ابتكرت الشركة طريقة جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الليزر. فبدلاً من أن تقوم الفوهة بقذف الخرسانة الناعمة، يقوم شعاع ليزر عالي الكثافة بإذابة الثرى المُحاكي المسحوق لتحويله إلى مادة بناء صلبة وقوية. إنهم يجرون تجارب الآن، باستخدام الليزر لإنشاء عينة صغيرة.
ترسل Icon مطبوعاتها الاختبارية إلى وكالة ناسا، حيث يتم تفجيرها بشعلة بلازما تصل إلى 4000 درجة تقريبًا، لمعرفة ما إذا كانت المواد قادرة على تحمل الحرارة التي يجب أن تتحملها منصة الهبوط. سيكون الاختبار التالي هو تشغيل الذراع الآلية والليزر داخل غرفة الفراغ الحراري التابعة لناسا، والتي تحاكي ظروف القمر شديدة البرودة والحرارة والفراغ.
وقال إدمونسون: “يمكننا أن نرى الخطوات والتكنولوجيا التي ستوصلنا إلى هناك”.
لا يتوقف بالارد وناسا عند القمر، بل ينظرون إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد على المريخ باعتبارها طموحًا مستقبليًا واقعيًا.
أثناء العمل في مشروع وكالة ناسا، تواصل شركة Icon صياغة خلطات جديدة لتقليل البصمة الكربونية للخرسانة الخاصة بها للمباني على الأرض. وتحاول الشركة أيضًا تجربة المزيد من الهندسة المعمارية الجذرية، بما في ذلك التصميمات الهندسية المتقدمة والقباب والجدران المزخرفة. وفي العام المقبل، ستقوم شركة Icon بطباعة غرف فندقية مستديرة في مارفا بولاية تكساس ومنازل ذات تصميم مستقبلي.
هل خطط بالارد جيدة جدًا لدرجة يصعب تصديقها؟
يدرك بالارد الشكوك المحيطة بالرؤساء التنفيذيين للشركات الشابة التي تبالغ في الوعود والمبالغة، ويقول إنه يتردد أحيانًا في مشاركة ما يراه قادمًا في المستقبل. ومع ذلك، عندما سئل، قال: “في المستقبل، أعتقد أن معظم المباني سيتم تصميمها بواسطة الذكاء الاصطناعي، وسيتم تشغيل معظم المشاريع بواسطة البرمجيات، وسيتم بناء كل شيء تقريبًا بواسطة الروبوتات. ولا أعتقد أن هذا بعيد المنال”. “.
والأكثر من ذلك، كما يقول، “إن المساكن ستكون أكثر وفرة، وبأسعار معقولة، [and] أكثر جمالا.”
وعندما سئل عما إذا كانت هذه التنبؤات قد تندرج تحت فئة “أفضل من أن تكون حقيقية”، قال: “لكن السيارات والطائرات والهبوط على سطح القمر بدت جيدة جدًا لدرجة يصعب تصديقها للحظة أيضًا. وهكذا، ربما “الدليل الوحيد الذي يمكنني تقديمه لك هو أنني أراهن بحياتي على ذلك. مثل، لدي حياة ثمينة لأعيشها، وأنا أستخدمها للقيام بذلك.”
تقرير من ليزلي ستال وشاري فينكلستين وكوليت ريتشاردز.
الطلاب يقومون بتكوين صداقات عبر الانقسام الأمريكي
أفلست شركة الأثاث ميتشل جولد + بوب ويليامز بين عشية وضحاها. إليك الطريقة.
راشيل مادو تتحدث عن “Prequel” والفاشية في أمريكا