به گفته بایراموند و لین، تحقیقات قبلی چاپ سه بعدی غیرمسطح را با مواد مبتنی بر پلیمر برای هندسه های پیچیده مورد بررسی قرار داده است، اما استفاده از بتن – یک ماده چالش برانگیزتر – مورد توجه محدودی قرار گرفته است. با این پیشرفت های تکنولوژیکی از سوی محققان آزمایشگاه DART، رهبران برجسته در ساخت و ساز بتن سه بعدی – گروه پری، آیکون، و WASP – شروع به توجه می کنند.
هدف رویکردهای 3DCP دیجیتالی کردن ساخت و ساز و کاهش مصرف بتن است. با این حال، پرکاربردترین رویکرد دارای محدودیتهای هندسی است که کاربرد آن را به اشکال ساده مانند دیوارهای متعامد محدود میکند. آقایی میبدی، استادیار معماری در کالج تاوبمن میگوید: «این منجر به مصرف زیاد بتن میشود و کاربرد آن را برای فرمهای سبک که شامل اشکال پیچیدهای مانند فرمهای لولهای منشعب و زاویهدار، برآمدگیها، کنسولهای لایهای و تغییرات مقطع یا زاویه رشته میشود، محدود میکند.»
رویکرد جدید تیم دانشگاه میشیگان، “دیوار پوسته”، یک طراحی محاسباتی و فناوری چاپ سه بعدی روباتیک را نشان می دهد که به طور موثر بهینه سازی توپولوژی را با 3DCP ترکیب می کند. این تیم یک مدل محاسباتی ایجاد کرد که رسوب مواد غیرمسطح و متغیر را بر اساس شکل و ویژگیهای هندسی قطعات بهینهشده با توپولوژی همافزایی میکند. آقایی میبدی گفت که این امکان استفاده کارآمد از مواد را با قرار دادن دقیقاً در جایی که برای اهداف سازه ای مورد نیاز است، فراهم می کند، “و باعث حذف بیش از حد غیر ضروری با مقادیر بیش از حد مصالح می شود.” مجموع همه این عوامل به این معناست که ما میتوانیم سازههای بهتر و سازگار با محیطزیست را با هزینه کمتر بسازیم.
محققان دانشگاه میشیگان چنین کرده اند گزارش شده توسعه یافته است یک تکنیک چاپ سه بعدی بتن (3DCP) که نوید سازه های بهتر و سازگار با محیط زیست را با هزینه کمتر می دهد. معمار مانیا آقایی میبدی و محققین علیرضا بایراموند و یوکسین لین از آزمایشگاه DART، در کالج معماری و شهرسازی تاوبمن دانشگاه میشیگان، روشی را برای ایجاد بتن فوق سبک و بدون زباله ابداع کرده اند. این روش در مقایسه با بتن معمولی و جامد با همان اندازه، 72 درصد وزن را کاهش می دهد و منجر به مشارکت و ثبت اختراعات جدید فراتر از دانشگاه می شود.


با شهرنشینی سریع و افزایش تقاضا برای ساخت زیرساخت ها، کار آنها به تغییرات عمده در صنعت ساخت و ساز و شیوه های کلی 3DCP کمک می کند – ایجاد مشارکت های جدیدی که برای بهبود نتایج آینده برای معماران، قانون گذاران، استارت آپ های چاپ بتن سه بعدی و صنعت بتن در کل طراحی شده است. .