Της Λήδας Αρνέλλου
To 3D printing ως τεχνολογία υπήρχε στη βαριά βιομηχανία από τα τέλη της δεκαετίας του ’70. Το μεγάλο κόστος και η απαιτούμενη ενέργεια όμως το καθιστούσαν απρόσιτο για τον υπόλοιπο κόσμο. Η τεχνολογία αυτή ήρθε στο προσκήνιο τα τελευταία δέκα χρόνια, με την είσοδο των νέων και οικονομικών υλικών που μπορούν να εκτυπωθούν.
Η ιδέα πίσω από το 3D printing είναι απλή: Αρχικά σχεδιάζει κανείς ψηφιακά το αντικείμενο που θέλει να κατασκευάσει και μετά το χτίζει απευθείας και με ακρίβεια στο μέγεθος και με τα χαρακτηριστικά που θέλει. Η πλειονότητα των αντικειμένων που χρησιμοποιούμε σήμερα κατασκευάζονται με τον αντίθετο τρόπο. Η κατασκευή ξεκινά με έναν όγκο υλικού από τον οποίο αφαιρείται υλικό μέχρι να προκύψει το αντικείμενο ή χρησιμοποιείται ένα καλούπι το οποίο γεμίζει ο κατασκευαστής με υλικό. Το 3D printing στις μέρες μας αποτελεί αντικείμενο έρευνας πολλών πεδίων. Ο Σοφοκλής Γιαννακόπουλος, αρχιτέκτονας και ερευνητής, μιλά στο “Πρίσμα” και μας εξηγεί περισσότερα για την εφαρμογή του 3D printing στην Αρχιτεκτονική.
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας αυτής;
Υπάρχουν πολλές διαφορετικές τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης και καθεμία έχει τους περιορισμούς και τις δυνατότητές της. Τα πλεονεκτήματα σχετίζονται με την αποτελεσματικότητα, το κόστος παραγωγής και υλικών αλλά και τη φιλικότητα ως προς το περιβάλλον. Βασικό πλεονέκτημα είναι ότι ξεκινάς τη διαδικασία κατασκευής από το μηδέν και μπορείς να ελέγξεις πλήρως την τοποθέτηση του υλικού σε συγκεκριμένα σημεία, φτάνοντας μια γεωμετρική πολυπλοκότητα πολύ γρήγορα, χωρίς ανάγκη στήριξης. Θεωρητικά, μπορείς να επέμβεις και στη σύνθεση του υλικού, δίνοντας διαφορετικές ιδιότητες σε διαφορετικά σημεία ενός αντικειμένου, π.χ., κατασκευάζεις ένα ποτήρι που είναι πιο μαλακό στα σημεία απ΄ όπου το κρατάς.
Τι είδους υλικά χρησιμοποιούνται στο 3d printing;
Στη βιομηχανία και την έρευνα χρησιμοποιούν από τιτάνιο μέχρι κύτταρα και υδρογέλες. Το πρόβλημα είναι πόσο ακριβή είναι η πρώτη ύλη και πόσο εύκολα βρίσκεται και βέβαια πόσο οικονομική είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιείται. Για παράδειγμα, στην Ανταρκτική δεν υπάρχει καθόλου χώμα, υπάρχει όμως πάγος και νερό σε όλες τις καταστάσεις. Εκεί μπορείς να χρησιμοποιήσεις σαν υλικό το νερό. Αλλά θα πρέπει να βρεις τρόπους να ελέγξεις την αλλαγή κατάστασης του νερού. Όλος ο σχεδιασμός του εκτυπωτή σχετίζεται με τις ιδιότητες του υλικού που θες να έχεις στο τέλος της διαδικασίας. Ξεκινάς πάντα με πάρα πολύ απλά πειράματα, που έχουν να κάνουν κυρίως με το υλικό εκτύπωσης και τη σύνθεσή του.
Τι είναι το Pylos project;
Η ιδέα μου ήταν να παντρέψω τη λεγόμενη λαϊκή αρχιτεκτονική (vernacular architecture) με την τεχνολογία, θεωρώντας ότι ο συνδυασμός τους μπορεί να φέρει πολλά πλεονεκτήματα. Μου άρεσε πολύ η κουλτούρα αυτή που βασίζεται στις παραδόσεις των λαών, στα υλικά κάθε τόπου και τις ιδιότητές τους. Επίσης, υπάρχει και ένα ηθικό κομμάτι, στο οποίο ο χώρος στον οποίο ζεις είναι ζωντανός και πρέπει να ζήσεις μαζί του και να τον συντηρείς. Στα σπίτια που ζούμε τώρα δεν υπάρχει η κουλτούρα αυτή. Αν χαλάσει κάτι, καλούμε κάποιον να το φτιάξει. Για τους λόγους αυτούς επέλεξα ως υλικό τον πηλό που βρίσκεται στο χώμα. Το χώμα βρίσκεται παντού, οπότε δεν έχεις κόστος μεταφοράς, χρησιμοποιείται ήδη για δόμηση σε πάρα πολλές χώρες, εδώ και πάρα πολλά χρόνια, είναι οικονομικό, οικολογικό-βιοδιασπώμενο και έχει μεγάλη αντοχή. Ο πηλός βέβαια θέλει συντήρηση ανά κάποια χρόνια, ανάλογα και με το κλίμα και τις συνθήκες της περιοχής που βρίσκεται. Απαιτεί την ενασχόληση με το σπίτι.
Ποιες ήταν οι δυσκολίες του project;
Η έρευνά μου επικεντρώθηκε στο να βρω την κατάλληλη σύνθεση του υλικού που θα επιτρέπει την εκτύπωση και θα έχει, όταν στεγνώσει, την επιθυμητή συμπεριφορά. Το χώμα δουλεύει πολύ καλά σε κάθετες δυνάμεις, αλλά επειδή δεν έχει ελαστικότητα, δεν αντιδρά καλά στη στρέβλωση. Για τον λόγο αυτό έψαχνα μια σύνθεση που θα είχε νέες ιδιότητες. Δοκίμασα 350 διαφορετικές χημικές συνθέσεις για να βρω την καταλληλότερη. Κατέληξα στο ότι μια σύνθεση με πρωτεΐνες λειτουργεί καλύτερα. Η διαδικασία αυτή είναι περίπλοκη, καθώς, εκτός από τις αναλογίες, παίζουν ρόλο ο χρόνος και η σειρά της ανάμειξης των υλικών. Μια άλλη δυσκολία είναι ότι ο πηλός είναι βαρύ υλικό, που δεν στεγνώνει γρήγορα. Πρέπει να παίξεις με τη μοριακή δομή των υλικών μέχρι να βρεις την επιθυμητή κατάσταση μεταξύ υγρού και στερεού, ελαστικότητας και αντοχής. Σε όλα αυτά παίζουν μεγάλο ρόλο και η γεωμετρία, τι σχήμα θα πάρει το υλικό που θα χτίσεις αλλά και οι περιβαλλοντικές συνθήκες.
Τι περιλάμβανε η έρευνα;
Έφτιαξα ένα δικό μου μηχάνημα για να τεστάρω την ελαστικότητα των συνθέσεων που προέκυπταν. Κατέγραψα τα αποτελέσματα και μελέτησα τα διαγράμματα αντοχής μέχρι να καταλήξω στην επιθυμητή συμπεριφορά του υλικού. Στη σύνθεση που κατέληξα εμπεριέχονται εκτός από τον πηλό (άργυλος) και πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες στο μείγμα δημιουργούν τη δομή που θέλουμε, ενώ ταυτόχρονα αντιδρούν στην επιφάνεια του υλικού και την κάνουν πιο σκληρή. Δημιουργούν δηλαδή επιφανειακά ένα φιλμ που λειτουργεί προστατευτικά (π.χ., από τη βροχή, την υγρασία), αλλά δεν κλείνουν τους πόρους του υλικού, οπότε ο τοίχος αναπνέει.
Γιατί να χρησιμοποιήσει κανείς 3D printing στην Αρχιτεκτονική; Τι δυνατότητες έχει;
Οι δυνατότητες είναι πάρα πολλές. Για παράδειγμα, μπορούμε να μιλάμε για τοίχους που δεν είναι συμπαγείς. Μια κολώνα μπορεί να είναι στατικά πιο σωστή αν έχει κενά στα κατάλληλα σημεία. Αυτό σημαίνει ότι κάνεις οικονομία σε υλικό, σε χρόνο, σε ανθρώπινη εργασία και στο κόστος κατασκευής. Παράλληλα, το 3D Printing στην Αρχιτεκτονική επιτρέπει να προσαρμόσεις τον σχεδιασμό και την κατασκευή σου σε μεγάλο βαθμό στο περιβάλλον της περιοχής, λαμβάνοντας υπόψη πώς αντιδρά κάθε υλικό σ' αυτό. Για παράδειγμα, μπορείς να κάνεις μια μελέτη για το κλίμα και τους ανέμους της περιοχής και να κατασκευάσεις τούβλα που επιτρέπουν να περνάει αέρας και να κλιματίζεται το σπίτι. Επίσης, επιτρέπει να φτιάξεις κατασκευές με πολύ πιο περίπλοκες γεωμετρίες.
Τι γίνεται διεθνώς σε επίπεδο έρευνας σχετικά με το 3D Printing στην Αρχιτεκτονική;
Η έρευνα που γίνεται διεθνώς αφορά κυρίως δοκιμές διαφορετικών υλικών στην εκτύπωση. Οι ερευνητές όμως αντιμετωπίζουν δυσκολίες όταν πάνε να εκτυπώσουν σε μεγάλη κλίμακα (π.χ. σπίτι). Για να φέρω ένα παράδειγμα από τη δική μου έρευνα, ο πηλός είναι ένα πηχτό και βαρύ υλικό, επομένως η ενέργεια που χρειάζεσαι για να στείλεις το υλικό στο πάνω μέρος ενός γιγάντιου εκτυπωτή θα είναι τεράστια. Θα είναι πάλι πιο οικονομικό από τον υπάρχων τρόπο δόμησης, αλλά η λογική δεν πρέπει να είναι αυτή. Χρειάζονται έξυπνες λύσεις.
Ποιος θα μπορούσε να είναι ο απώτερος στόχος;
Το τσιμέντο που χρησιμοποιούμε σήμερα αντέχει 150 με 200 χρόνια, μετά στατικά δεν είναι ανθεκτικό, πρέπει να γκρεμιστεί. Το γκρέμισμα έχει τεράστιο κόστος σε χρήμα και ενέργεια, ενώ δημιουργεί και πολλά σκουπίδια, αφού τα υλικά σπάνια ανακυκλώνονται. Η ιδέα είναι να μπορούμε να έχουμε οικολογικά, οικονομικά σπίτια για όλους, διατηρώντας παράλληλα μια παράδοση δόμησης σπιτιών. Αν δεχτούμε ότι όλοι θέλουμε να έχουμε έναν χώρο για να ζούμε, να προσπαθήσουμε να το κάνουμε όσο πιο φιλικά στο περιβάλλον γίνεται. Για εμένα, ήταν σημαντικό μέσα από την έρευνά μου να ασκήσω κριτική στον τρόπο που χτίζουμε, που δημιουργούμε χώρους, που καταλαμβάνουμε χώρο στο περιβάλλον αλλά και στην ίδια την ιδέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Γι’ αυτό επέλεξα ένα τόσο «παραδοσιακό» υλικό.
Αποτελεί τελικά το 3D printing επανάσταση;
Η Αρχιτεκτονική πάντα εκμεταλλευόταν όποια τεχνολογία υπήρχε διαθέσιμη στη βιομηχανία. Η επανάσταση που φέρνει εν μέρει το 3D printing είναι η πρόσβαση που έχουν στην κατασκευή περισσότεροι άνθρωποι. Όσο η τεχνολογία και τα υλικά του 3D printing γίνονται πιο προσιτά, τόσο περισσότερος κόσμος μπορεί να ασχοληθεί χωρίς να έχει εξειδικευμένες γνώσεις. Επιπλέον, θα μπορεί ένας οικοδόμος, ένας υδραυλικός και άλλες ειδικότητες να έχουν πρόσβαση και να τα δουν από τη δική τους σκοπιά, γεννώντας νέες εφαρμογές και χρήσεις
0 Post a Comment:
Δημοσίευση σχολίου