Doimiy ravishda rivojlanib borayotgan qurilish muhandisligi sohasida kamdan-kam innovatsiyalar, 3D bosib chiqarish texnologiyasi kabi katta hayajon va inqilobiy o‘zgarishlarga sabab bo‘lgan. Ko’plab yillar davomida biz qurilish muhandisligini kranlar, iskalalar, g’ishtlar va ohaklar bilan bog‘laganmiz — lekin bu tasavvur tezda o‘zgarib bormoqda. Beton nozullar* va robot qo’llar hayratlanarli va istiqbolli bir shaklda diqqat markaziga aylanmoqda. Qurilish muhandislari inshootning ishonchli, hamyonbop va samarador yo’llarini qidirayotgan payt, 3D-bosib chiqarish inqilobiy kuch jihatida yuzaga chiqdi.
Qurilishda, qo’shimcha ishlab chiqarish deb ham nomlanadigan 3D-bosib chiqarish, digital modelga qarab material (ko’pincha maxsus beton aralashmasi) qatlamlab jismoniy struktura yaratishni qamrab oladi. Bu g’oya plastik prototiplardan o’ta ilgarilab, yanada ulug’vor darajaga keldi: to’liq-o’lchamli uylar, ko’priklar va hamda ofislar bosib chiqara olmoqda. Bu texnologiya haqida yanada aql-olmas narsa esa bu faqat qurish uchun boshqacha yo’l taklif qilmaydi; U bizning qurilish haqida o’ylash shaklimizni ham qayta belgilash va balki almashtirish qudratiga ega.
Keling, bir muddatga tasavvur qilaylik: bir uy 24 soat ichida bosib chiqarildi. Mixlar bilan yig’ilmagan yoki g’ishtma g’ish terilmagan, balki, qavatma-qavat, minimal odam xalaqiti bilan robotik sistem orqali anniq shakllangan. Bu futuristik bir g’oya emas — bu allaqachon sodir bo’lmoqda. Gollandiyada, bir juft yaqin orada Yevropaning birinchi qonunan yashash mumkin 3D-bosib chiqarilgan uyiga joylashishdi. 120 soatdan sal ko’proq vaqt ichida qurilgan uy barcha qurilish qoidalariga javob berdi jumladan, energiya bo’yicha ancha tejamkorroq va an’anaviy usulda qurilgan muqobillariga nisbatan narxi sezilarli darajada past edi.
Jarayon qurilish ma’lumotlarini modellashtirish (Building Information Modeling (BIM)) dasturi yordamida yaratilgan raqamli dizayndan boshlanadi. Ushbu dizayn tez quriydigan betonga o’xshash materialni aniq qatlamlarda siqib chiqarish uchun ko’pincha portal yoki robot qo’liga o’rnatilgan katta robot printerni boshqaradi. Bu deyarli tortni kremlashga o‘xshaydi — ammo ancha kattaroq, sanoat miqyosida. Ushbu qatlamlar joylashtirilgan zahoti o‘zaro birikib, tuzilmaviy devorlar, izolyatsiya bo‘shliqlari va hatto bezakli qoplamalar hosil qiladi — bularning barchasi qoliplarsiz, iskalasiz va qo‘lda mehnatsiz amalga oshiriladi.
Afzalliklari o’ta sezilarli. Birinchi va eng muhimi – tezlik. An’anaviy qurilish haftalar yoki oylar davom etishi mumkin bo’lgan joyda, 3D-bosma uylarni bir necha kun ichida qurib bitirish mumkin. Tabiiy ofatlar, urushlar yoki uy-joy tanqisligidan jabrlangan hududlar uchun bunday tezkor javob hayotni o’zgartirishi mumkin. Meksika va Teksas kabi joylarda notijorat tashkilotlar va texnologik startaplar allaqachon kam ta’minlangan oilalar uchun 3D-bosma uylarni joylashtirmoqda va bu juda katta muvaffaqiyatga erishmoqda.
Lekin tezlik faqatgina boshlanishigina holos. Iqtisodiy samaradorlik yana bir muhim jihatidir. Quruvchilar mehnatning katta qismini avtomatlashtirish va materiallardan foydalanishni optimallashtirish orqali chiqindilarni kamaytirishi va xarajatlarni tejashlari mumkin. Katta qurilish brigadalariga ehtiyoj kamroq, kamroq material bekor ketadi va maydondagi logistika muammolari ham kamroq bo‘ladi. Vaqt o‘tishi bilan bu jamg‘armalar uy-joylarni yanada qulayroq qilib qo‘yishi va global uy-joy inqirozini, ayniqsa, rivojlanmagan yoki tabiiy ofatlarga moyil bo‘lgan hududlarda hal qilishga yordam berishi mumkin.
Yana bir muhim afzallik – barqarorlik. Qurilish sanoati dunyo bo‘ylab karbonat angidrid chiqindilarining eng katta manbalaridan biri bo‘lib, bu asosan sement ishlab chiqarish bilan bog‘liq. 3D bosib chiqarish, materialni aniq joylashtirish, ortiqcha chiqindilarni yo’q qilish va muqobil ekologik toza materiallardan foydalanishni qo’llab-quvvatlash orqali ushbu ta’sirni kamaytirish yo’lini taklif etadi. Ba’zi printerlar hozirda an’anaviy sementga qaraganda ancha past karbonat angidrid iziga ega bo‘lgan geopolimer beton bilan tajriba o‘tkazmoqda. Boshqalar esa, qayta ishlangan plastmassa yoki sanoat qo’shimcha mahsulotlarini o’z aralashmalariga qo’shib, chiqindilarni uylarga aylantirmoqdalar – tom ma’noda.
Albatta, har qanday yangi texnologiya kabi, bu soha ham o‘ziga xos muammolar va sinovlar bilan birga kelmoqda. Qurilish muhandislari hozirda yangi tadqiqot yo‘nalishlari bilan yuzlashyapti. Eng dolzarb savollardan biri shuki: vaqt o‘tishi bilan 3D-bosma tuzilmalar qay darajada mustahkam va bardoshli bo‘lib qoladi? Oddiy quyma beton bir hil tarkibga ega bo‘ladi, 3D-bosilgan beton esa qatlamlar asosida yaratilgani uchun ularning orasida zaif joylar yoki yopishish muammolari yuzaga kelishi mumkin. Shu sababli, bunday binolarning uzoq muddatli strukturaviy yaxlitligini ta’minlash – hozirgi tadqiqotlarning markazida turibdi.
Muhandislar yana bir muhim jihat – bosib chiqarish jarayonini mahalliy iqlimga moslashtirish zarurligi bilan ham shug‘ullanmoqda. Chunki namlik, harorat, quritish vaqti kabi omillar natijaga sezilarli ta’sir ko‘rsatishi mumkin.
Shunga qaramay, barcha ushbu to‘siqlarga qarshi turilayotgan bo‘lsa-da, soha juda tez sur’atlar bilan rivojlanmoqda. Masalan, Dubay allaqachon dunyodagi birinchi 3D-bosma ofis binosini qurib bo‘lgan va 2030 yilgacha yangi binolarning 25 foizini aynan shu texnologiya orqali barpo etishni rejalashtirgan. Yevropa, AQSh va Osiyodagi tadqiqot institutlari hamda texnologiya kompaniyalari esa tezroq ishlaydigan printerlar, mustahkamroq materiallar va hatto bir necha qavatli 3D-bosma binolarni yaratish ustida jadal ishlamoqda. Hattoki yaqinda, Belgiyadagi bir guruh 3D formatida egilgan devorlari va aqlli izolyatsiyasi bilan jihozlangan ikki qavatli uyni muvaffaqiyatli bosib chiqarishdi.
Eng hayajonli taraqqiyotlardan biri bu 3D bosilgan infratuzilmalar jumladan, ko‘priklar, jamoat o‘rindiqlari va hattoki avtobus bekatlarining yaratilishiga imkoniyatning tobora ortib borayotganidir. 2017-yilda Gollandiya velosipedchilar uchun birinchi 3D-bosma beton ko‘prikni ochdi. Xitoyda butunlay modul birliklardan foydalangan holda butun ko‘p qavatli uylar 3D bosib chiqilgan. Bu shunchaki tajriba prototiplari emas; ular ishlaydigan, yashashga yaroqli tuzilmalar bo’lib, ular qurilish muhandislari infratuzilmani hozir ekranlarda loyihalashtirganidek oson chop etishlari mumkin bo’lgan kelajakka ishora qiladi.
Albatta bu degani an’anaviy qurilish usullari yo’qolib ketadi degani emas. Aksincha, qurilish muhandisligining kelajagi katta ehtimol bilan eski va yangi uslublarning uyg‘unligidan iborat bo‘ladi. 3D bosib chiqarish ma’lum sohalarda, masalan, tez qurish, maxsus dizaynlar va uzoqda joylashgan joylarda ustunlik qiladi, lekin, ehtimol, po’lat armatura, yig’ma qismlar va an’anaviy qurilish texnikasi bilan birgalikda qo’llaniladi. Hozirda muhandislar bosilgan elementlarni an’anaviy tuzilmalar bilan uyg‘unlashtirishni o‘rganmoqdalar — bu ikki dunyoning eng yaxshi jihatlarini birlashtirishga xizmat qiladi.
Ko’p jihatdan, 3D bosib chiqarish qurilish muhandisining rolini ham ancha o’zgartiradi. Endi muhandislar faqat konstruktiv hisob-kitoblar va qurilish jarayonini nazorat qilish bilangina cheklanmay, yana raqamli modellashtirish, robototexnika, materialshunoslik, hattoki bosib chiqarish yo‘llarini optimallashtirishga yordam beruvchi sun’iy intellekt tizimlarini ham chuqur tushunishlari zarur. Kelajak avlod muhandislari qurilish maydonchasida qanday erkin harakat qilsalar, kompyuter laboratoriyalarida ham xuddi shunday o‘zlarini erkin his qiladilar.
LUG’AT:
Beton nozul — bu beton aralashmasi nasos orqali yuborilayotganda uning yo‘nalishi, oqim tezligi va purkash shaklini boshqarish uchun quvur yoki shlang uchiga o‘rnatiladigan maxsus qurilmadir. Ular asosan shotkreting (purkaladigan beton) jarayonlarida betonni aniq joylashtirish va zichlashni ta’minlash uchun ishlatiladi.
«Fuqarolik muhandislik» bo’lim lideri: Jasmina Sobirjanova
Researcher: Isakov Bexruz
Translator: Ergasheva Munisa
Editor: Ahmedova Odina
Manba: https://www.aurum3d.com/blog/3d-printing-civil-engineering/
Leave a comment