أجرى فريق من العلماء في جامعة بريستول البريطانية تجربة فريدة لمحاكاة زلزال اصطناعي على منزل تم إنتاجه باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، وذلك بهدف دراسة متانته وسلوكه الإنشائي تحت تأثير الاهتزازات الزلزالية.
- أكبر منصة اهتزازية في المملكة المتحدة
اعتمدت التجربة على أكبر منصة اهتزازية في بريطانيا، والتي تبلغ قدرتها التحميلية 50 طناً، وتتيح محاكاة دقيقة لهزات أرضية واقعية، وتهدف هذه المحاكاة إلى فهم كيفية تفاعل المباني المصنوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد مع القوى الزلزالية، في ظل غياب دراسات كافية مقارنةً بالمباني الخرسانية التقليدية.
- تصميم دقيق وتجهيزات متطورة
تم تصميم نموذج شبه حقيقي لمنشأة خرسانية باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية روبوتية متطورة، مما وفّر تحكما عاليا في توزيع المواد ودقة هندسية كبيرة، وزُوِّد النموذج بأجهزة قياس حديثة تشمل مقاييس تسارع ومستشعرات إزاحة وأدوات تحليل ديناميكي لقياس استجابة المبنى في الوقت الفعلي.
- اختبار تدريجي لتقييم المتانة
شمل الاختبار سلسلة من الاهتزازات المتزايدة الشدة، بدءا من الاهتزازات الطفيفة وانتهاءً بهزات قوية تحاكي زلازل مدمرة، وقد سمح ذلك بتوثيق تطور التشققات، وتحديد نقاط الضعف والانهيار، ومراقبة أداء المبنى خلال مختلف المراحل.
- بيانات حيوية لتحسين النماذج المستقبلية
تمثل هذه التجربة نقلة نوعية في فهم سلوك الهياكل المطبوعة ثلاثيا، حيث ستُستخدم البيانات المستخلصة في تحسين النماذج الحاسوبية التنبؤية لسلوك هذه المباني في ظروف الزلازل، كما ستُسهم في تطوير معايير السلامة للبناء بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، وتعزيز الاعتماد عليها في المشاريع الإنشائية المستقبلية.
- خصوصية البناء ثلاثي الأبعاد
رغم أن سلوك الخرسانة التقليدية تحت الأحمال الزلزالية مدروس بشكل جيد، فإن البناء باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد يتميّز بطبيعة بنائية فريدة تتسم بالتراكم الطبقي للمواد، وبخصائص ميكانيكية مغايرة، ولذلك لا يمكن الاعتماد على نفس المعايير القديمة، بل يتطلب هذا النوع من الإنشاءات اختبارات جديدة وتحليلات مخصصة.