Κτίρια που εκτυπώνονται από τον υπολογιστή!

Μια πρωτοποριακή σχεδιαστική μέθοδος χρησιμοποιεί την τρισδιάστατη εκτύπωση για τη δημιουργία πολύπλοκων και εντυπωσιακών κατασκευών


Στις συμβατικές κατασκευές οι εργάτες χτίζουν και ενώνοντας κομμάτι κομμάτι τούβλα,δοκούς,τσιμεντένιες κολόνες,τζάμια και άλλα δομικά υλικά. Η Νέρι Όξμαν, αρχιτέκτονας και καθηγήτρια στο ΜΙΤ, εκτυπώνει κτίρια με δομικά υλικά αντί για μελάνι.

Η Όξμαν δοκιμάζει έναν νέο τρόπο σχεδιασμού, ο οποίος βασίζεται στην ευκολία που προσφέρει η εκτύπωση. Εάν πετύχει, η προσέγγισή της μπορεί να οδηγήσει σε σχέδια που είναι αδύνατα με βάση τις σημερινές μεθόδους κατασκευής.
Οι σημερινοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές χτίζουν κατασκευές σε στρώσεις. Μέχρι στιγμής οι μηχανές αυτές έχουν χρησιμοποιηθεί για να φτιάχνουν πλαστικά μοντέλα με πολλές λεπτομέρειες.Όμως σταδιακά βελτιώνονται και αποκτούν την δυνατότητα να χρησιμοποιούν πιο ανθεκτικά υλικά, όπως μέταλλα.
Η Όξμαν επιχειρεί να αυξήσει τις δυνατότητες των μηχανημάτων. Για παράδειγμα, θέλει να μπορούν να αλλάζουν την ελαστικότητα των πολυμερών ή την πυκνότητα του μπετόν καθώς τυπώνονται. Επίσης, τοποθετεί κεφαλές εκτύπωσης σε ευέλικτα ρομποτικά χέρια που έχουν μεγαλύτερη ελευθερία κίνησης από τους εκτυπωτές.
 Η αρχιτέκτονας φτιάχνει ένα ειδικό λογισμικό για να υλοποιήσει τα σχέδιά της. Καταχωρίζει δεδομένα σχετικά με τις φυσικές πιέσεις που δέχεται μια κατασκευή, μαζί με σχεδιαστικούς περιορισμούς όπως το μέγεθος, το γενικό σχήμα και φυσικός φωτισμός ενός κτιρίου. Με βάση αυτές τις πληροφορίες, το λογισμικό χρησιμοποιεί αλγόριθμους για να καθορίσει το πως οι ιδιότητες των υλικών πρέπει να τροποποιηθούν στην κατασκευή. Έπειτα εκτυπώνει μικρά μοντέλα με βάση αυτές τις προδιαγραφές.
 Τα πρώτα αποτελέσματα της δουλειάς της είναι τόσο καλαίσθητα και ενδιαφέροντα, που εκτέθηκαν στο μουσείο Μοντέρνας Τέχνης της Νέας Υόρκης και στο επιστημονικό Μουσείο της Βοστόνης.Ένα παράδειγμα, το οποίο αποκαλείται "Το Κτήνος", είναι μια καρέκλα το σχέδιο του οποίου είναι βασισμένο στο σχήμα ενός ανθρώπινου σώματος(του δικού της) και στους υπολογισμούς που έκανε για τη διανομή του βάρους πάνω σε αυτή.Το τρισδιάστατο μοντέλο που δημιούργησε είναι μια περίπλοκη κατασκευή, μαλακή εκεί όπου χρειάζεται να απαλύνει τη πίεση και σκληρή εκεί όπου πρέπει να προσφέρει υποστήριξη.
 Η δουλεία της βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο, όμως δίνει ιδέες για άλλες κατασκευές που μπορούν να βασιστούν σε αυτή τη φιλοσοφία. Ένας τοίχος, για παράδειγμα, μπορεί ναεκτυπωθεί σε πολύπλοκα μοτίβα που θα ανταποκρίνονται στις πιέσεις που θα δέχεται από τον άνεμο ή τους σεισμούς.
 Ο σχεδιασμός του θα μπορεί επίσης να λάβει υπόψη το φυσικό φωτισμό του. Σε κάποια σημεία θα έχει δυνατό, συμπυκνωμένο μπετόν, όμως σε σημεία που δε χρειάζεται ισχυρή υποστήριξη, το μπετόν μπορεί να είναι ελαφρύ και πορώδες, κάνοντας οικονομία στα υλικά και μειώνοντας το συνολικό βάρος της κατασκευής.
  Σε αυτές τις περιοχές, θα μπορούσε να εκτυπωθεί μπετόν, τόσο πορώδες που θα επέτρεπε στο φως να το διαπεράσει, ή να συνδυαστεί με άλλα διαφανή υλικά για να πετύχει αυτό το αποτέλεσμα.
 Τέτοιες κατασκευές θα περιόριζαν την κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος, αυξάνοντας το φυσικό φως μέσα στο κτίριο. Σε ένα τελικό στάδιο θα μπορούσε να εκτυπωθεί πιο αποδοτική μόνωση και εξαερισμός με έναν αντίστοιχο τρόπο. Η κατασκευή μπορεί να είναι όσο πολύπλοκη χρειαστεί από τη στιγμή που η επιπλέον λεπτομέρεια δεν αυξάνει το κόστος εκτύπωσης.
 Και άλλοι ερευνητές δουλεύουν πάνω στην εκτύπωση τοίχων και άλλων μεγάλων κατασκευών. Ο Μπέχροκ Κοσνέβις, καθηγητής στο τμήμα Πολιτικών Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καρολίνας, έχει κατασκευάσει ένα σύστημα που μπορεί να ανεγείρει τοίχους από μπετόν, χωρίς τη βοήθεια καλουπιών. Η δουλειά της Όξμαν μπορεί να πάει τη συγκεκριμένη τεχνική ένα στάδιο παραπέρα, προσθέτοντας τη δυνατότητα τροποποίησης της σύστασης του μπετόν και του συνδυασμού του με άλλα υλικά.
 Οι πρώτες εφαρμογές της θα γίνουν μάλλον σε σχετικά μικρή κλίμακα, σε καταναλωτικά προϊόντα και ιατρικές συσκευές. Έχει ήδη εφαρμόσει τη τεχνική της στο να σχεδιάζει και να εκτυπώνει προστατευτικούς νάρθηκες για ασθενείς με σύνδρομο καρπιαίου σωλήνα.
 Η Όξμαν,στα 35 της, εξελίσσει τις τεχνικές της σε συνεργασία με διάφορους ειδικούς, όπως ο Κρεγκ Κάρτερ, καθηγητής του ΜΙΤ που ειδικεύεται στα υλικά. Παρόλο που έχει τις επιφυλάξεις του σχετικά με τον έλεγχο των ιδιοτήτων των υλικών, είναι εντυπωσιασμένος με τις ιδέες της: "Δεν υπάρχει αμφιβολία πως τα αποτελέσματα είναι απίστευτα όμορφα".

Κυριακάτικη Ελευθεροτυπία