Διαφόρων ειδών υλικά, εξαρτήματα ακόμη και τροφές έχουν δημιουργηθεί με την «μαγική» τεχνολογία της τρισδιάστατης τεχνολογίας. Για πρώτη φορά η τεχνολογία αυτά χρησιμοποιήθηκε στην κατασκευή μιας γέφυρας αποδεικνύοντας ότι οι εφαρμογές του 3D printing είναι πραγματικά απεριόριστες. Οπως αναφέρει σε δημοσίευμα της η Daily Mail, μέλη του Ινστιτούτου Προηγμένης Αρχιτεκτονικής της Καταλονίας (IAAC), με επικεφαλής την ελληνίδα αρχιτέκτονα Αρετή Μαρκοπούλου, χρησιμοποίησαν τσιμέντο που είχε υποστεί ειδική επεξεργασία ώστε με την χρήση του 3D printing να κατασκευάσουν μια γέφυρα. Η γέφυρα, μήκους 12 μέτρων και πλάτους 1.75 μ., τοποθετήθηκε σε ένα πάρκο σε προάστιο της Μαδρίτης και σύμφωνα με τους δημιουργούς της ανοίγει τον δρόμο για την χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης στον κατασκευαστικό τομέα.

Η κυρία Μαρκοπούλου, απόφοιτος του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης, είναι ακαδημαϊκή διευθύντρια στο IAAC (Ινστιτούτο Προηγμένης Αρχιτεκτονικής της Καταλονίας) και μίλησε στο Protagon για την κατασκευή της γέφυρας αλλά και για τους δρόμους που ανοίγει η τεχνολογία 3D printing τόσο στην αρχιτεκτονική όσο και σε άλλους τομείς. Το Protagon μίλησε μαζί της:

Πώς προέκυψε το πρότζεκτ;
«Στο IAAC τα τελευταία χρόνια κάνουμε εκτεταμένη έρευνα για την εφαρμογή της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην αρχιτεκτονική κλίμακα. Με την ομάδα μου που αποτελείται από αρχιτέκτονες μηχανικούς, μηχανικούς υλικών και μηχανικούς ρομποτικής δουλεύουμε σε τεχνικές όπως η κατασκευή μικρών ρομπότ για τρισδιάστατη εκτύπωση καθώς και σε νέα υλικά για εκτύπωση, όπως βιοπλαστικά, πηλό και γραφένιo.

» Η ACCIONA γνώριζε τη δουλειά μας και όταν αποφάσισε να χρηματοδοτήσει το έργο για την πρώτη τρισδιάστατα εκτυπωμένη γέφυρα κάλεσε εμάς για να τους βοηθήσουμε στη διαδικασία. Η ACCIONA κάλεσε επίσης τον Ενρίκο Ντίνι, πρωτοπόρο στον τομέα του 3D printing για να κατασκευάσει τη μηχανή εκτύπωσης. Η απόφαση να τοποθετηθεί σε ένα δημόσιο χώρο συμφωνήθηκε ένα χρόνο αργότερα από όταν ξεκινήσαμε να δουλεύουμε και μάλιστα χρειάστηκε να κάνουμε αρκετές αλλαγές στο έργο ώστε να τηρεί όλες τις προδιαγραφές ενός έργου δημοσίου χώρου. Ο Ντάνιελ Γκαρσία, διευθυντής καινοτομίας στην ACCIONA, ήρθε σε επαφή με τον δήμο της Αλκομπένδα που προσφέρθηκε να συνεργαστεί. Πρόκειται για έναν δήμο που βρίσκεται 13 χλμ βόρεια από τη Μαδρίτη και που καινοτομεί σε πολλές δράσεις, όπως για παράδειγμα στον τομέα των “έξυπνων πόλεων”.

» Το συγκεκριμένο έργο της πεζογέφυρας αποδεικνύει πως η τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης μπορεί να εφαρμοστεί στην κλίμακα της αρχιτεκτονικής και των λειτουργικών υποδομών. Μέχρι τώρα η τεχνολογία αυτή έχει χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μικρών αντικειμένων στον τομέα του βιομηχανικού σχεδιασμού, της μόδας, ή της ιατρικής φέρνοντας επαναστατικά αποτελέσματα. Με τη γέφυρα αυτή θέλουμε να ξεπεράσουμε αυτά τα όρια και να παρουσιάσουμε κάτι το οποίο δεν είναι πλέον ένα πρωτότυπο μικρής κλίμακας, αλλά ένα μεγάλο λειτουργικό κομμάτι υποδομής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δημόσιο χώρο».

Πόσος χρόνος χρειάστηκε για να ολοκληρωθεί η κατασκευή της γέφυρας;
«Η γέφυρα αποτελείται από οκτώ κομμάτια και χρειάστηκε περίπου 10 ημέρες για να εκτυπωθούν τα κομμάτια και μόνο μία ημέρα για να συναρμολογηθούν στο πάρκο της Alcobenda. Βεβαίως, καθώς είναι ένα πρότυπο έργο, χρειάστηκαν πολλές δοκιμές από τις οποίες μαθαίναμε συνεχώς για να βελτιστοποιήσουμε την ταχύτητα καθώς και την ανάλυση της εκτύπωσης. Ο χρόνος φυσικά είναι απόλυτα συνδεδεμένος με το κόστος καθώς και με τις περιβαλλοντολογικές επιπτώσεις.  Οσον αφορά τα περιβαλλοντολογικά οφέλη, τα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας είναι επαναστατικά. Αρχικά δεν παράγονται σχεδόν καθόλου απορρίμματα κατασκευής καθώς η απόθεση του υλικού γίνεται μόνο όπου είναι αναγκαίο χωρίς την ανάγκη χρήσης καλουπιών. Παράλληλα, δεν απαιτούνται πολλές συνδετικές αρθρώσεις ούτε εκτεταμένη συναρμολόγηση στο εργοτάξιο. Έτσι, η παραγωγή επιταχύνεται ενώ γίνεται περισσότερο βιώσιμη και με χαμηλότερο κόστος».

Ποιο ήταν το κόστος;
«Σε ένα πρότυπο έργο δεν είναι δυνατόν να να υπολογίσεις το ακριβές κόστος, καθώς όπως προανέφερα υπάρχει ένα μεγάλο χρονικό διάστημα έρευνας και ανάπτυξης πριν την τελική εφαρμογή. Μια ανάλυση κόστους που έγινε από την εταιρεία ACCIONA αποδεικνύει ότι ένα επόμενο έργο γέφυρας με την ίδια τεχνολογία που χρησιμοποιήσαμε μπορεί να κατασκευαστεί πλέον περίπου στο μισό κόστος από ό,τι θα χρειαζόταν με τα συνήθη παραδοσιακά μέσα κατασκευής. Η ανάλυση αυτή λαμβάνει  υπ’ όψιν παράγοντες όπως το οικονομικό κόστος (κόστος μηχανής, ανθρώπινου δυναμικού, υλικών), το ενεργειακό κόστος (απαιτούμενη ενέργεια χρήσης εκτυπωτή) καθώς και περιβαλοντολογικό κόστος (εκπομπές ρύπων)».

Τι άλλες κατασκευές μπορούν να γίνουν με την υπάρχουσα τεχνολογία 3D prinitng; Μπορεί να κατασκευαστεί μια ασφαλής και λειτουργική κατοικία παραδείγματος χάριν;
«Η κατοικία είναι ο επόμενος στόχος μας. Δουλεύουμε σε συνεργασία με ένα ερευνητικό κέντρο για να κατασκευάσουμε μια κατοικία εξ ολοκλήρου από χώμα (πηλό) το οποίο μπορούμε να βρούμε σε αφθονία στο ίδιο σημείο της κατασκευής. Πρόκειται να το εφαρμόσουμε σε μέρη όπου δεν υπάρχουν υποδομές, όπως σε διάφορα αναπτυσσόμενα μέρη στον κόσμο, στην έρημο, στην Αφρική ή σε καταυλισμούς προσφύγων. Η τρισδιάστατη εκτύπωση θα επιτρέψει στο κοντινό μέλλον ταχύτερες, φθηνότερες και περισσότερο βιώσιμες κατασκευές που θα μπορούν να εκτυπωθούν σχεδόν άμεσα με ένα κλικ στον υπολογιστή: “Εκτύπωση”. Μέσα στα επόμενα 15 χρόνια, λόγω της αύξησης του παγκόσμιου πληθυσμού, θα απαιτείται ένας μέσος όρος κατασκευής 100.000 σπιτιών ημερησίως. Αυτό σημαίνει, ότι το να μπορούμε να κατασκευάσουμε οικονομικά προσιτές κατοικίες με μεγάλη ταχύτητα, δεν είναι απλά μια ενδιαφέρουσα ιδέα, αλλά μια αναγκαιότητα».

Ποιες άλλες εφαρμογές μπορεί να έχει αυτή η τεχνολογία;
«Σε μια προβολή περισσότερη μελλοντική οι δυνατότητες είναι πολυάριθμες. Φανταστείτε ότι θα μπορούμε να εκτυπώσουμε πολύπλοκες μορφές απευθείας από τους υπολογιστές μας ή τα κινητά μας: χωρίς καλούπια, αρθρώσεις ή την ανάγκη συναρμολόγησης κομματιών στο εργοτάξιο. Φανταστείτε ότι θα μπορούμε να τοποθετήσουμε μικρά κινητά ρομπότ στον τόπο κατασκευής τα οποία θα εκτυπώνουν κατοικίες πολύ μεγαλύτερες από το ίδιο τους το μέγεθος. Μάλιστα, χρησιμοποιώντας το ίδιο υλικό που θα βρίσκουν εκεί, χωρίς την ανάγκη της μεταφοράς του υλικού ή των πολύπλοκων μεγάλων μηχανημάτων.

» Μελλοντικά στην κατασκευή θα δούμε επίσης την τρισδιάστατη εκτύπωση με πολλαπλά υλικά. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούμε να δημιουργήσουμε επιφάνειες ανισοτροπικές που ποικίλουν σε ιδιότητες: ενιαίες επιφάνειες, όπως για παράδειγμα οροφές που σε κάποια σημεία τους είναι διαφανείς από γυαλί, σε άλλα εύκαμπτες από πλαστικό και σε άλλα σημεία αδιαφανείς και άκαμπτες από μπετόν. Και κυρίως, χωρίς την ύπαρξη κανενός εξωτερικού συνδέσμου μεταξύ των διαφόρων υλικών.Θα μπορούμε επίσης να δημιουργήσουμε πολύπλοκες μορφές που μέχρι σήμερα δεν μπορούμε με τα υπάρχοντα μέσα. Και την ίδια στιγμή θα ενσωματώνουμε στις μορφές αυτές σημαντικές λειτουργίες όπως η μόνωση, ο εξαερισμός, συνδέσεις ηλεκτρικές ή νερού. Θα μπορούμε να σχεδιάσουμε και να κατασκευάσουμε για παράδειγμα ένα στοιχείο που θα ελέγχει με παθητικά μέσα την θερμοκρασία ή την υγρασία στο εσωτερικό, χωρίς την ανάγκη επιπρόσθετου υλικού μονώσεως. Φανταστείτε, τέλος, ότι θα μπορέσουμε να ξαναφέρουμε την κατασκευή κοντά στο χρήστη, ο οποίος θα μπορεί να προσαρμόσει την μορφή και την απόδοση των κτιρίων στις ανάγκες και τις επιθυμίες του.

Όσον αφορά άλλους επιστημονικούς κλάδους, η τρισδιάστατη εκτύπωση ήδη φέρνει επαναστατικές εφαρμογές. Στον κλάδο της ιατρικής, εκτυπώνονται προσθετικά άκρα, για άτομα με αναπηρία, τα οποία είναι πλήρως προσαρμοσμένα στο χρήστη. Με τους οικιακούς τρισδιάστατους εκτυπωτές οι άνθρωποι αυτοί μπορούν να τα εκτυπώσουν ακόμα και μόνοι τους, με μηδαμινό κόστος, στο σπίτι τους. Επίσης, υπάρχει εφαρμοσμένη έρευνα για την εκτύπωση ανθρώπινων κυττάρων που βοηθά ασθενείς που χρειάζονται κυτταρική ανάπλαση. Η μεγαλύτερη, όμως, επανάσταση που μπορεί να φέρει η τρισδιάστατη εκτύπωση βρίσκεται στη δυνατότητα πρόσβασης. Μέσα σε λίγα χρόνια όλοι θα έχουμε ένα τρισδιάστατο εκτυπωτή στο σπίτι μας είτε σε ένα μικρό εργαστήρι της γειτονίας μας, για να παράγουμε όχι μόνο αυτά που χρειαζόμαστε αλλά ακριβώς στην ποσότητα και στα μέτρα που τα χρειαζόμαστε».

Ποια είναι τα επόμενα προσωπικά σας σχέδια;
«Η επιθυμία μου για το κοντινό μέλλον είναι να μπορώ να συνεχίσω την εφαρμοσμένη έρευνα στην αρχιτεκτονική και στα αστικά περιβάλλοντα. Από τότε που αποφοίτησα από την αρχιτεκτονική σχολή του ΔΠΘ ήμουν σίγουρη ότι δεν ήθελα να ασχοληθώ με τις συνήθεις κατασκευαστικές μεθόδους. Παρατηρούσα γύρω μου το αστικό περιβάλλον, τη μη-βιώσιμη δόμηση που του έχουμε επιφέρει τα τελευταία χρόνια και αισθανόμουν ότι η κατασκευή του 21ου αιώνα θα πρέπει να είναι διαφορετική, ή τουλάχιστον να προσφέρει περισσότερες επιλογές. Επιθυμούσα μέσω της Αρχιτεκτονικής να μπορώ να συνεισφέρω σε μια πιο ριζική αλλαγή. Στο να μπορέσει η Αρχιτεκτονική να εξυψώσει την ποιότητα ζωής των ανθρώπων, να χαμηλώσει κόστη, να μπορέσει να προσφέρει επιλογές όχι μόνο στο δυτικό κόσμο αλλά σε όλα τα σημεία του κόσμου.  Κάποιες από τις τελευταίες δουλειές μου είναι στην Ινδία ή στην Κίνα και σας διαβεβαιώ ότι οι προκλήσεις και οι ανάγκες σε αυτά τα μέρη του κόσμου είναι πολύ διαφορετικές από αυτές που βιώνουμε στον δυτικό κόσμο.

«Θέλω να συνεχίσω να πραγματοποιώ εφαρμοσμένη έρευνα στις μελλοντικές κατασκευές με τη χρήση ψηφιακών τεχνολογιών και των νέων υλικών. Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μία από αυτές τις τεχνολογίες αλλά όχι η μοναδική. Με την ομάδα μου τόσο στο γραφείο μου όσο και στο IAAC δουλεύουμε σε έργα που αμφισβητούν παραδοσιακές άκαμπτες αρχιτεκτονικές. Για παράδειγμα χρησιμοποιούμε έξυπνα υλικά και βιοϋλικά  για τη δημιουργία κτιρίων που είναι ικανά να μεταβληθούν, να αλλάξουν μορφή, να προσαρμοστούν σε περιβαλοντικά ερεθίσματα όπως το φως, ο αέρας ή η τα επίπεδα μόλυνσης του περιβάλλοντος.  Δουλεύουμε με τεχνολογίες διάδρασης και ψηφιακής πραγματικότητας (virtual/augmented reality) ώστε να ενισχύσουμε την επίγνωση όχι μόνου στους σχεδιαστές και τους κατασκευαστές αλλά και στους ίδιους τους χρήστες. Στα επόμενα χρόνια έχουμε να αντιμετωπίσουμε μεγάλες προκλήσεις. Η οικονομική, κοινωνική και περιβαλλοντική κρίση, χρίζει ανάγκης μεγάλων αλλαγών που πρέπει να ξεκινήσουν από αλλαγές στη νοοτροπία μας, πού και πώς κατοικούμε και κυρίως πώς συμμετέχουμε σε αυτό. Οι τεχνολογίες μπορούν εν μέρει να δώσουν απαντήσεις, μόνο αν γνωρίζουμε να κάνουμε τις σωστές ερωτήσεις. Και οι ερωτήσεις είναι διαφορετικές, στα διάφορα περιβάλλοντα όπου ζούμε. Ελπίζω στο μέλλον να μπορέσω να δουλέψω σε ένα έργο και στην Ελλάδα, συνεισφέροντας το μικρό μου κομμάτι στα πολύπλοκα προβλήματα που αντιμετωπίζει η χώρα μας».

Ακολουθήστε το Protagon στο Google News