3D concrete printing
থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং, বা কেবল কংক্রিট প্রিন্টিং, বিভিন্ন থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে সিমেন্টিসিয়াস উপকরণের জন্য ডিজিটাল ফ্যাব্রিকেশন প্রক্রিয়াকে বোঝায়। থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিট ফর্মওয়ার্কের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, উপাদান বর্জ্য হ্রাস করে এবং জটিল কাঠামোগুলিতে বৃহত্তর জ্যামিতিক স্বাধীনতার অনুমতি দেয়। গত দশকে মিক্স ডিজাইন এবং থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তির সাম্প্রতিক অগ্রগতির সাথে, 1990-এর দশকে এর উত্থানের পর থেকে থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং দ্রুত বৃদ্ধি পেয়েছে। থ্রিডি-প্রিন্টেড কংক্রিটের স্থাপত্য ও কাঠামোগত প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে বিল্ডিং ব্লক, বিল্ডিং মডিউল, রাস্তার আসবাবপত্র, পথচারী সেতু এবং নিম্ন-বৃদ্ধি আবাসিক কাঠামো। বিংশ শতাব্দী থেকে স্থাপত্য ও সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের ক্ষেত্রে স্বয়ংক্রিয় নির্মাণ প্রক্রিয়া গবেষণার একটি ক্ষেত্র হয়ে দাঁড়িয়েছে। প্রাচীনতম পদ্ধতিগুলি স্বয়ংক্রিয় রাজমিস্ত্রির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। 1904 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে জন থমাসকে একটি ইট বসানোর যন্ত্রের পেটেন্ট দেওয়া হয়। 1960-এর দশকে, প্রযুক্তিটি উল্লেখযোগ্যভাবে বিকশিত হয়েছিল এবং মোটর-ম্যাসনের মতো কার্যকরী সরঞ্জামগুলি নির্মাণ সাইটে ব্যবহৃত হয়েছিল। একই সময়ে, স্বয়ংক্রিয় কংক্রিট নির্মাণ প্রক্রিয়াও তৈরি করা হচ্ছে। উঁচু ভবনগুলির জন্য উল্লম্ব কংক্রিট কোর নির্মাণের জন্য বর্তমানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত কৌশল স্লিপ গঠন, 20 শতকের গোড়ার দিকে সাইলো এবং শস্য লিফট নির্মাণের জন্য তৈরি করা হয়েছিল। ধারণাটি ম্যাকডোনাল্ড ইঞ্জিনিয়ারিং শিকাগোর জেমস ম্যাকডোনাল্ড দ্বারা প্রবর্তিত হয়েছিল এবং 1907 সালে মিলকো এস কেচাম একটি সচিত্র বইঃ দ্য ডিজাইন অফ ওয়ালস, বিনস এবং গ্রেন এলিভেটরস-এ প্রকাশ করেছিলেন। পরে, ম্যাকডোনাল্ড 1911 সালে 'মুভিং ফর্মস ফর রিইনফোর্সড কংক্রিট স্টোরেজ বিন' নামে একটি বৈজ্ঞানিক গবেষণাপত্র প্রকাশ করেন। অবশেষে, 1917 সালের 24শে মে, ম্যাকডোনাল্ডকে একটি উল্লম্ব সমতলে একটি কংক্রিটের আকার সরানো এবং উত্তোলন করার জন্য একটি যন্ত্রের জন্য মার্কিন পেটেন্ট প্রদান করা হয়। কংক্রিট প্রক্রিয়াগুলির স্বয়ংক্রিয়করণের উদ্ভাবন বিংশ শতাব্দী জুড়ে অব্যাহত ছিল। ফটোপলিমার এবং থার্মোপ্লাস্টিকের জন্য 1980-এর দশকে প্রথম থ্রিডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়া তৈরি করা হয়। কিছু সময়ের জন্য, থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তি উপকরণের উচ্চ ব্যয়ের কারণে মহাকাশ এবং বায়োমেডিকাল শিল্পের মতো উচ্চ মূল্য সংযোজন খাতে সীমাবদ্ধ ছিল। যাইহোক, থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের জন্য জ্ঞানের ভিত্তি বাড়ার সাথে সাথে কংক্রিট সহ অন্যান্য উপকরণের জন্য নতুন সংযোজনশীল উত্পাদন প্রক্রিয়া তৈরি করা হয়েছিল। থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিট প্রযুক্তি নিউইয়র্কের রেনসেলার পলিটেকনিক ইনস্টিটিউট (আরপিআই) থেকে উদ্ভূত হয়েছিল যখন 1997 সালে জোসেফ পেগনা প্রথম কংক্রিটের জন্য অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং প্রয়োগ করেছিলেন। এই পরীক্ষাটি কেবল ধারণার প্রমাণ ছিল, তবে পেগনা উন্নয়নশীল রোবোটিক্স শিল্পকে স্বীকৃতি দিয়েছিল এবং এটিকে নির্মাণ প্রক্রিয়াটি স্বয়ংক্রিয় করার সুযোগ হিসাবে দেখেছিল, পাশাপাশি ব্যয় এবং বর্জ্য উত্পাদনও হ্রাস করেছিল। পেগনার গবেষণা পরে বাইন্ডার জেটিং বা পাউডার ভিত্তিক থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের ভিত্তি হয়ে ওঠে। 1998 সালে, সাউদার্ন ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের বেহরোহক খোশনেভিস কনট্যুর ক্রাফটিং তৈরি করেছিলেন, যা কংক্রিটের জন্য প্রথম স্তরযুক্ত এক্সট্রুশন ডিভাইস ছিল। সিস্টেমটি ঢালা প্রক্রিয়াটি স্বয়ংক্রিয় করতে একটি কম্পিউটার নিয়ন্ত্রিত ক্রেন ব্যবহার করেছিল এবং মসৃণ কনট্যুর পৃষ্ঠ তৈরি করতে সক্ষম ছিল। খোশনেভিস প্রাথমিকভাবে প্রাকৃতিক দুর্যোগ পুনরুদ্ধারের জন্য দ্রুত বাড়ি নির্মাণ হিসাবে কাজ করার জন্য এই ব্যবস্থাটির নকশা করেছিলেন এবং তিনি দাবি করেছিলেন যে এই ব্যবস্থাটি একদিনে একটি বাড়ি সম্পূর্ণ করতে পারে। উপকরণ, মিশ্র নকশা এবং মুদ্রণ প্রযুক্তিতে উদ্ভাবনের মাধ্যমে, গবেষক এবং প্রকৌশলীরা এই দুটি মুদ্রণ কৌশলকে প্রসারিত করেছেন, যা পরবর্তী বিভাগে আরও আলোচনা করা হবে। নির্মাণ পদ্ধতিগুলি আজ অবধি বিভিন্ন পদ্ধতির প্রদর্শন করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে শিল্প রোবট, গ্যান্ট্রি সিস্টেম এবং টেথারড স্বায়ত্তশাসিত যানবাহন ব্যবহার করে বিল্ডিং উপাদান বা পুরো বিল্ডিংয়ের অন-সাইট এবং অফ-সাইট ফ্যাব্রিকেশন (থ্রিডি প্রিন্টারের বিভাগ দেখুন)। নির্মাণ থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তির প্রদর্শনের মধ্যে রয়েছে আবাসন নির্মাণ, বিল্ডিং উপাদান (ক্ল্যাডিং, কাঠামোগত প্যানেল এবং কলাম), সেতু, নাগরিক পরিকাঠামো, কৃত্রিম প্রাচীর, ফলিস এবং ভাস্কর্য। বর্তমানে থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ে তিনটি ভিন্ন নির্মাণ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়ঃ বাইন্ডার জেটিং, রোবোটিক শটক্রিট এবং স্তরযুক্ত উপাদান এক্সট্রুশন। বাইন্ডার জেট থ্রিডি প্রিন্টিং, যা পাউডার বেড এবং বাইন্ডার থ্রিডি প্রিন্টিং নামেও পরিচিত, মূলত ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে স্টার্চ বা জিপসাম পাউডারকে বাইন্ডার হিসাবে জল দিয়ে সক্রিয় করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল, জোসেফ পেগনা কংক্রিটের উপর সিস্টেমটি প্রয়োগ করার আগে। বাইন্ডার জেটিং-এ, একটি প্রিন্ট হেড নির্বাচিতভাবে একটি গুঁড়ো স্তরের উপর একটি তরল বাইন্ডার জমা করে, স্তর দ্বারা স্তর। স্তরটির উচ্চতা সাধারণত 0 থেকে 2 মিলিমিটারের মধ্যে পরিবর্তিত হয় এবং সমাপ্ত অংশে গতি এবং বিস্তারিত স্তর উভয়ই নির্ধারণ করে। স্তরযুক্ত জালিয়াতি সম্পূর্ণ হওয়ার পরে বাইন্ডার-জেটিং-এ প্রক্রিয়াকরণ পরবর্তী পদক্ষেপগুলি প্রয়োজনীয়। প্রথমত, ব্রাশ এবং ভ্যাকুয়াম টিউব ব্যবহার করে অসংহত পাউডারটি যান্ত্রিকভাবে অপসারণ করতে হবে। নিয়ন্ত্রিত আর্দ্রতা এবং তাপমাত্রা বা মাইক্রো-তরঙ্গ সহ ওভেনে অতিরিক্ত নিরাময়ের পদক্ষেপের প্রয়োজন হতে পারে। পরিশেষে, ছোট পৃষ্ঠ বৈশিষ্ট্যগুলিকে সুসংহত করতে বা অংশটির পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করতে পৃষ্ঠের উপর আবরণ প্রয়োগ করা যেতে পারে। আবরণের জন্য ব্যবহৃত সাধারণ উপকরণগুলি হল পলিয়েস্টার বা ইপোক্সি রজন। বাইন্ডার জেটিং প্রযুক্তি সহ থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং ডি-শেপের সাথে এনরিকো ডিনি দ্বারা বড় আকারে প্রদর্শিত হয়েছে। ডি-শেপ একটি অ-জলবাহী সোরেল সিমেন্টের উপর নির্ভর করে যা পাউডার বিছানায় ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড দিয়ে সক্রিয় বালি এবং বাইন্ডার হিসাবে একটি তরল ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণের উপর ভিত্তি করে। প্রযুক্তিটি মূলত আসবাবপত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছে, যেমন একটি কফি টেবিল এবং 2009 সালে কোল/ম্যাক এল. এল. সি আর্কিটেকচার + ডিজাইন দ্বারা ডিজাইন করা রুট চেয়ার। উপরন্তু, ডি-শেপ বড় স্থাপত্যের অংশ তৈরি করেছিল, যেমন 2008 সালে শিরো স্টুডিও দ্বারা নকশাকৃত 3×3×3 মিটার রেডিয়োলারিয়া প্যাভিলিয়ন, 2010 সালে ট্রিয়েনালে ডি মিলানোর জন্য ফেরেরি হাউস এবং 2017 সালে মাদ্রিদে অ্যাকিওনা দ্বারা নকশাকৃত একটি বারো মিটার দীর্ঘ ফুটব্রিজ। বাইন্ডার-জেট থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের আরেকটি প্রতিপাদক হল ক্যালিফোর্নিয়া ভিত্তিক সংস্থা ইমার্জিং অবজেক্টস। 2015 সালে নির্মিত তাদের ব্লুম প্যাভিলিয়নের জন্য কোম্পানিটি একটি আয়রন অক্সাইড-মুক্ত সিমেন্ট এবং জৈব বাঁধাই ব্যবহার করেছিল। এই প্রক্রিয়ায় কোনও সিমেন্ট হাইড্রেশন জড়িত আছে কিনা তা স্পষ্ট না হলেও, পাউডার বিছানায় সিমেন্ট ব্যবহারের কারণে প্রকল্পটি প্রায়শই অন্যান্য বাইন্ডার-জেট থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং প্রকল্পগুলির মধ্যে উল্লেখ করা হয়। ডি-আকৃতির কাঠামোর বিপরীতে, যা এক টুকরো করে তৈরি করা হয়েছিল, ইমার্জিং অবজেক্টস 840 টি ছোট বিল্ডিং ব্লক তৈরি করেছিল যা 3.6 × 3.6 × 2.7 মিটার কাঠামো তৈরি করার জন্য স্ট্যাক করা হয়েছিল। স্থাপত্য প্রয়োগের জন্য অন্যান্য থ্রিডি প্রিন্টিং পদ্ধতির তুলনায় সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা, বাইন্ডার জেটিং উচ্চ মাত্রার জ্যামিতিক স্বাধীনতার অনুমতি দেয়, যার মধ্যে অসমর্থিত ক্যান্টিলিভার বা ওভারহ্যাং এবং ফাঁপা অংশ তৈরি করার সম্ভাবনা রয়েছে। অন্যান্য থ্রিডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়াগুলির বিপরীতে যার জন্য সহায়ক সমর্থন কাঠামোর প্রয়োজন হয়, বাঁধাইয়ের সময় ধারাবাহিক স্তরগুলির জন্য অবিচ্ছিন্ন সমর্থন নিশ্চিত করতে বাইন্ডার জেটিং আনবন্ডেড পাউডারের বিছানার উপর নির্ভর করে। সাধারণত, বাইন্ডার জেট থ্রিডি প্রিন্টিংয়ে, অবশিষ্ট পাউডারটি ভবিষ্যতের অংশগুলির জন্য পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, পরিবেষ্টিত আর্দ্রতার সংস্পর্শে আসার কারণে সিমেন্ট এবং সামগ্রিক পাউডারের পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা সমস্যাযুক্ত, যা হাইড্রেশন প্রক্রিয়াটিকে ট্রিগার করতে পারে। অতএব, বাইন্ডার জেট থ্রিডি প্রিন্টিং অন-সাইট নির্মাণের জন্য উপযুক্ত নয়। স্তরযুক্ত এক্সট্রুশন 3ডি প্রিন্টিং কংক্রিট স্তরযুক্ত এক্সট্রুশন 3ডি প্রিন্টিং-এ একটি সংখ্যাসূচকভাবে নিয়ন্ত্রিত অগ্রভাগ জড়িত থাকে যা সুনির্দিষ্টভাবে একটি স্তর দ্বারা একটি সিমেন্টযুক্ত পেস্ট স্তরকে এক্সট্রুড করে। স্তরগুলি সাধারণত 5 মিমি এবং কয়েক সেন্টিমিটার পুরুত্বের মধ্যে থাকে। এক্সট্রুশন অগ্রভাগের সাথে একটি স্বয়ংক্রিয় ট্রোয়েলিং সরঞ্জাম থাকতে পারে যা 3ডি-মুদ্রিত স্তরগুলিকে সমতল করে এবং ইন্টারলেয়ার ইন্টারফেসে খাঁজগুলিকে ঢেকে দেয়, যার ফলে একটি মসৃণ কংক্রিট পৃষ্ঠ তৈরি হয়। মডুলার স্টিল রিইনফোর্সমেন্ট বার বা প্লাম্বিং বা বৈদ্যুতিক নালীর মতো সমন্বিত বিল্ডিং পরিষেবাগুলির একটি ফ্যাব্রিকেশন ধাপে একীকরণের জন্য অতিরিক্ত অটোমেশন পদক্ষেপের প্রস্তাব দেওয়া হয়েছে। এই প্রক্রিয়ার জন্য, প্রক্রিয়া পরিকল্পনা এবং নিক্ষেপণের গতি হল গুরুত্বপূর্ণ মাপকাঠি যা উপাদানটির শক্তকরণ এবং শক্তকরণের হারকে প্রভাবিত করে। স্তরযুক্ত এক্সট্রুশন থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং সাধারণত অন-সাইট নির্মাণে ব্যবহৃত হয় এবং এর সাথে বড় আকারের থ্রিডি প্রিন্টার থাকে (থ্রিডি প্রিন্টারের বিভাগ দেখুন)। প্রযুক্তিটি সম্প্রতি ক্রমবর্ধমান আগ্রহ দেখেছে, অসংখ্য বিশ্ববিদ্যালয়, স্টার্ট-আপ এবং বিশিষ্ট প্রতিষ্ঠিত নির্মাণ সংস্থাগুলি কংক্রিট এক্সট্রুশন থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের জন্য ডেডিকেটেড হার্ডওয়্যার, কংক্রিট মিক্স এবং অটোমেশন সেটআপগুলি বিকাশ করছে। অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে সেতু, কলাম, দেয়াল, মেঝের স্ল্যাব, রাস্তার আসবাবপত্র, জলের ট্যাঙ্ক এবং পুরো বিল্ডিং, উভয়ই প্রিফ্যাব্রিকেশন বা ইন-সিটু সেটআপগুলিতে। সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা প্রচলিত কংক্রিট ঢালাই এবং স্প্রেয়ের বিপরীতে, স্তরযুক্ত এক্সট্রুশন থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের কোনও ফর্মওয়ার্কের প্রয়োজন হয় না। এটি একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা যে কংক্রিট নির্মাণে ফর্মওয়ার্কগুলি কাঁচামাল, শক্তিবৃদ্ধি এবং শ্রমের সম্মিলিত পরিমাণের চেয়ে বেশি সম্পদ তৈরি করতে পারে। স্তরযুক্ত কংক্রিট এক্সট্রুশনের প্রধান চ্যালেঞ্জগুলি হল কংক্রিটের চাহিদা রিওলজি, শক্তিবৃদ্ধির সংহতকরণ এবং পরপর স্তরগুলির মধ্যে ইন্টারফেসে ঠান্ডা জয়েন্টগুলির গঠন। স্লিপ গঠনকারী রোবোটিক স্লিপ-গঠন, স্মার্ট ডায়নামিক কাস্টিং নামে ইটিএইচ জুরিখে বিকশিত একটি প্রক্রিয়া, কখনও কখনও স্তরযুক্ত এক্সট্রুশন এবং বাইন্ডার-জেটিংয়ের সাথে কংক্রিট থ্রিডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়াগুলির পরিবারে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। প্রক্রিয়াটি 3ডি প্রিন্টিংয়ের সংজ্ঞার সাথে আলগাভাবে খাপ খায়, কারণ এর যোগাত্মক প্রকৃতির কারণে, উপাদানটি ধীরে ধীরে একটি সক্রিয় ছাঁচের মাধ্যমে বের করা হয় যা তার বিভাগকে পরিবর্তন করতে পারে। যাইহোক, অন্যান্য থ্রিডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়াগুলির বিপরীতে, স্লিপ গঠন একটি অবিচ্ছিন্ন প্রক্রিয়া, এবং বিচ্ছিন্ন বা স্তর-ভিত্তিক নয়, এবং তাই এটি কাস্টিং এবং এক্সট্রুশনের মতো গঠনমূলক প্রক্রিয়াগুলির সাথে আরও ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। কংক্রিটের জন্য প্রযুক্তি থ্রিডি প্রিন্টার রোবটের কয়েকটি প্রধান বিভাগ রয়েছে যা থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়, যা প্রয়োগ, প্রকল্পের স্কেল এবং মুদ্রণ কৌশলের উপর নির্ভর করে। সমস্ত নির্মাণ থ্রিডি প্রিন্টার সাধারণত একটি সমর্থন কাঠামো এবং একটি অগ্রভাগ সহ একটি প্রিন্টারের মাথা নিয়ে গঠিত যা কংক্রিটকে বের করে দেয়। প্রিন্টারগুলি সাধারণত মডেলিং সফ্টওয়্যারের সাথে ব্যবহার করা হয় যা বিল্ডিং পরিকল্পনাগুলি সরাসরি প্রিন্টারের কাছে আপলোড করে। গ্যান্ট্রি রোবটঃ 3ডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ে গ্যান্ট্রি রোবট সবচেয়ে বেশি প্রচলিত, যা মিশ্রণ এবং জমা ব্যবস্থা সহ একটি মোবাইল গ্যান্ট্রি সিস্টেম নিয়ে গঠিত। এগুলি সম্পূর্ণ উপাদান বা কাঠামো মুদ্রণের জন্য ছোট ল্যাব মডেল থেকে শুরু করে বড় আকারের প্রিন্টার পর্যন্ত হতে পারে। এই প্রিন্টারগুলি সাধারণত উল্লম্ব এক্সট্রুশনের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে তবে বড় প্রকল্পগুলির জন্য উচ্চ স্থিতিশীলতা এবং সহজ স্কেলিবিলিটির সুবিধা রয়েছে। গ্যান্ট্রি রোবটগুলিকে অবশ্যই একত্রিত কাঠামোর চেয়ে বড় হতে হবে, যা পরিবহনে খরচ যোগ করতে পারে এবং খরচ নির্ধারণ করতে পারে। যাইহোক, এগুলি সমস্ত থ্রিডি প্রিন্টার নিয়ন্ত্রণ করা সবচেয়ে সহজ। কেবল-চালিত সিস্টেমঃ একটি কেবল-চালিত সিস্টেমে, প্রিন্ট হেডটি একটি ফ্রেমের মধ্যে বেশ কয়েকটি নির্দিষ্ট বিন্দুর মধ্যে ঝুলিয়ে রাখা হয়। এটি একটি গ্যান্ট্রি সিস্টেমের চেয়ে বেশি জ্যামিতিক স্বাধীনতা রয়েছে এবং আরও হালকা এবং পরিবহনযোগ্য। যাইহোক, এর জন্য সরঞ্জামের জন্য একটি বিস্তৃত এলাকা প্রয়োজন এবং পরিকল্পনা অপরিহার্য যাতে তারগুলি মুদ্রিত কাঠামোর সাথে ওভারল্যাপ না করে। রোবোটিক আর্মঃ এটি অ্যাসেম্বলি লাইনে দেখা রোবোটিক বাহুর অনুরূপ, যার ছয়-অক্ষ চলাচল এবং থ্রিডি প্রিন্টিং সিস্টেমের সর্বাধিক স্বাধীনতা রয়েছে। এগুলি কংক্রিট জমা করতে, রিবারের মতো উপাদানগুলি এম্বেড করতে এবং কংক্রিট সেটগুলির পরে প্রয়োজনীয় যে কোনও পোস্ট-প্রসেসিং সম্পাদন করতে সক্ষম। রোবোটিক অস্ত্রগুলি সবচেয়ে কমপ্যাক্ট সিস্টেম, তবে সাধারণত ছোট আকারের প্রয়োগের জন্য ব্যবহৃত হয়। প্রিন্টার প্যারামিটার প্রিন্টারের ধরন ছাড়াও, নির্দিষ্ট প্রিন্টার প্যারামিটারগুলি থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের চূড়ান্ত কার্যকারিতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে এবং থ্রিডি প্রিন্টিং নির্মাণের পরিকল্পনা করার সময় অবশ্যই সাবধানে নির্বাচন করা উচিত। এই পরামিতিগুলিকে সহজভাবে প্রিন্ট হেড ডিজাইন এবং প্রিন্ট স্পিড-এ ভাগ করা যেতে পারে। প্রিন্ট হেড ডিজাইন প্রিন্ট হেড অবশ্যই নির্বাচন করতে হবে যাতে কংক্রিটের মিশ্রণটি মসৃণভাবে অগ্রভাগের মধ্য দিয়ে যেতে পারে এবং দৃঢ়ীকরণ প্রক্রিয়া শুরু করার সময় প্রতিটি স্তরের মধ্যে বন্ধন প্রভাব তৈরি করতে পারে। প্রিন্টার নির্বাচনের মতো, প্রয়োগের উপর নির্ভর করে অগ্রভাগের আকার এবং আকার পরিবর্তিত হয়। আয়তক্ষেত্রাকার ছিদ্রযুক্ত অগ্রভাগ থেকে 3ডি মুদ্রিত কংক্রিটের নমুনাগুলিতে সাধারণত বৃত্তাকার অগ্রভাগ দিয়ে মুদ্রিতগুলির তুলনায় বেশি শক্তি থাকে, কারণ প্রতিটি মুদ্রিত স্তরের মধ্যে কম ফাঁক থাকে। যাইহোক, বৃত্তাকার অগ্রভাগ জটিল জ্যামিতি মুদ্রণের জন্য আরও দক্ষ। একই অগ্রভাগের ধরন থেকে মুদ্রিত নমুনার জন্য, একটি বড় অগ্রভাগ ব্যবহার করা হলে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত হয়। প্রিন্ট মাথার উচ্চতা হল প্রিন্টিং প্ল্যাটফর্মের তুলনায় অগ্রভাগের উচ্চতা। এই পরামিতিটি বন্ধনের শক্তি সহ স্তরগুলির মধ্যে পৃষ্ঠের গুণমানকে প্রভাবিত করে এবং অবশ্যই সঠিকভাবে সামঞ্জস্য করতে হবে। একটি প্রিন্ট হেড যা খুব বেশি সেট করা থাকে তা স্তরগুলির মধ্যে বন্ধনের শক্তি হ্রাস করবে, যার ফলে একটি অস্থির আকৃতি তৈরি হবে। মুদ্রণ পৃষ্ঠের খুব কাছাকাছি একটি অগ্রভাগ মুদ্রণ প্রক্রিয়াতে হস্তক্ষেপ করতে পারে এবং কংক্রিটের উপর অতিরিক্ত বোঝা রাখতে পারে। গবেষণাটি অগ্রভাগের প্রস্থের সমান একটি মুদ্রণের উচ্চতার প্রস্তাব দেয়। মুদ্রণের গতি প্রিন্ট হেডটি যে গতিতে সেট করা হয় তা বন্ধন শক্তিকেও প্রভাবিত করে। অগ্রভাগের গতি বৃদ্ধি করলে সাধারণত আঠালো শক্তি হ্রাস পায়, কারণ কংক্রিট স্থাপনের জন্য খুব কম সময় থাকে। যাইহোক, ধারাবাহিক স্তরগুলি মুদ্রণ করতে খুব বেশি সময় নেওয়া আন্তঃস্তর বন্ধনকে হ্রাস করে, তাই একটি ভারসাম্য অবশ্যই প্রতিষ্ঠিত করতে হবে যা অকাল পতন ছাড়াই শক্তির জন্য দায়ী। থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের গুণমানকে প্রভাবিত করে এমন অন্যান্য কারণগুলির মধ্যে রয়েছে প্রিন্টার পর্যবেক্ষণের জন্য ব্যবহৃত পাম্প এবং নিয়ন্ত্রণ, পাশাপাশি কংক্রিটের মিশ্রণ নকশা (মিক্স ডিজাইনের বিভাগটি দেখুন)। থ্রিডি প্রিন্টার সরবরাহকারী থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং প্রযুক্তি গত এক দশকে দ্রুত বৃদ্ধি পেয়েছে এবং গবেষকরা এই প্রিন্টারগুলির সফ্টওয়্যার, হার্ডওয়্যার এবং নির্মাণ ক্ষমতা সম্পর্কে আরও জানার সাথে সাথে এর বৃদ্ধি অব্যাহত থাকবে বলে আশা করা হচ্ছে। নীচে কিছু উল্লেখযোগ্য সংস্থা এবং থ্রিডি প্রিন্টার রয়েছে যা বিশ্বব্যাপী ব্যবহৃত হয়ঃ মিক্স ডিজাইন ক্রিটিক্যাল মিক্স প্রোপার্টি থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের জন্য, নির্মাণযোগ্যতা এবং এক্সট্রুডেবিলিটি একটি মিশ্রণের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ নকশা বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে দুটি। এক্সট্রুডেবিলিটি হল মিশ্রণের প্রিন্টিং হেডের অগ্রভাগের মধ্য দিয়ে যাওয়ার ক্ষমতা, অন্যদিকে নির্মাণযোগ্যতা হল অতিরিক্ত স্তরগুলিকে সমর্থন করার ক্ষমতা। এই বৈশিষ্ট্যগুলি মিশ্রণের ধারাবাহিকতা, সংহতি এবং স্থিতিশীলতা দ্বারা পরিচালিত হয়, যা মিশ্র নকশা এবং নির্বাচিত উপকরণ থেকে উদ্ভূত হয়। উভয় বৈশিষ্ট্যের জন্য, কঠোরতা এবং কার্যকারিতার মধ্যে একটি ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে। একটি শক্ত মিশ্রণ শক্তি বৃদ্ধি করবে, তবে প্রবাহের হার এবং মুদ্রণের গতি হ্রাস করবে, সম্ভাব্যভাবে প্রিন্টারের মাথা আটকে দেবে। বিপরীতভাবে, কঠোরতা খুব বেশি হ্রাস করা শক্তি এবং নির্মাণক্ষমতার ব্যয়ে কার্যকারিতা এবং এক্সট্রুডেবিলিটি বাড়িয়ে তুলতে পারে। যেহেতু কংক্রিট স্তরগুলিতে মুদ্রিত হয়, তাই সঠিক নিরাময় এবং পূর্ণ-শক্তি ক্ষমতার জন্য স্তরগুলিকে অবশ্যই একে অপরের সাথে পর্যাপ্ত বন্ধন করতে হবে। থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের জন্য একটি সর্বোত্তম মিশ্রণ তৈরি করার জন্য উল্লেখযোগ্য গবেষণা পরিচালিত হয়েছে, যদিও বর্তমান শিল্পের কোনও মান নেই। তবে, সমস্ত থ্রিডি মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণে মেটাকোলিন, ফ্লাই অ্যাশ, সিলিকা ফিউম এবং সুপারপ্লাস্টিসাইজারের মতো সম্পূরক সিমেন্টিয়াস উপকরণের (এসসিএম) ব্যবহার সাধারণ (মিশ্রণের বিভাগ দেখুন)। সিমেন্টের উপাদান সিমেন্টের উপকরণ যে কোনও কংক্রিট মিশ্রণ নকশার অবিচ্ছেদ্য অংশ। এই উপাদানগুলি বাঁধাই হিসাবে কাজ করে যা মিশ্রণটিকে একসাথে ধরে রাখে, কারণ তারা নিরাময় প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যাওয়ার জন্য রাসায়নিকভাবে জলের সাথে প্রতিক্রিয়া করে। পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট তার কম খরচ এবং ব্যাপক উপলব্ধতার কারণে থ্রিডি মুদ্রিত এবং ঐতিহ্যবাহী কংক্রিট অ্যাপ্লিকেশন উভয়ের জন্য নির্মাণে সবচেয়ে সাধারণ উপাদান। যাইহোক, এর উচ্চ সেটিং সময় এবং কম বন্ধন ক্ষমতা 3 ডি মুদ্রিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অসুবিধাজনক। অতএব, পলিমার এবং অন্যান্য মিশ্রণগুলি প্রায়শই সংকোচন কমাতে এবং আঠালো উন্নত করতে যোগ করা হয়। এই পলিমারগুলির মধ্যে কয়েকটি হল রাবার, মিশ্র বালি সমষ্টি, কার্বন-সালফার পলিমার এবং জিওপলিমার, যা ক্র্যাক মেরামত এবং প্রতিরোধের সুবিধাও যুক্ত করেছে। একটি বিকল্প হল সালফোঅ্যালুমিনেট সিমেন্ট যা পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের সাথে মিশ্রিত করা যেতে পারে যাতে হাইড্রেশন প্রক্রিয়াটি দ্রুত হয় এবং বসানোর পরে প্রাথমিক কংক্রিট শক্তি বিকাশে সহায়তা করে। পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের সেটিং সময় প্রায় আধ ঘন্টা হলেও সালফোঅ্যালুমিনেট সিমেন্টের সেটিং সময় মাত্র ছয় মিনিট। অতএব, নির্মাণযোগ্যতা বৃদ্ধি করে অনেক কম সময়ের মধ্যে উচ্চতর শক্তি অর্জন করা যেতে পারে। কংক্রিট মিক্স ডিজাইনের ক্ষেত্রে নির্বাচিত সিমেন্টের উপাদানগুলির মতোই গুরুত্বপূর্ণ হল সামগ্রিক উপাদান এবং নির্বাচন। বিশেষত, 3ডি মুদ্রিত কংক্রিটের মিশ্রণে কণার আকারের উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। খুব বড় কণার আকার থ্রিডি প্রিন্টারের অগ্রভাগকে আটকে দিতে পারে, যেখানে খুব ছোট সমষ্টিগুলি মিশ্রণের শক্তি হ্রাস করে এবং ফাটল সৃষ্টি করতে পারে। মিক্স ডিজাইনের জন্য একটি নিয়ম হল মসৃণ এক্সট্রুশন নিশ্চিত করার জন্য সর্বাধিক সমষ্টিগত কণার আকার অগ্রভাগের ব্যাসের 1/10 এর চেয়ে কম হওয়া উচিত। থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর সমষ্টিগত আকারের প্রভাব পরীক্ষা করার জন্য বেশ কয়েকটি গবেষণা পরিচালিত হয়েছে। দেখা গেছে যে মোটা সমষ্টি বৃদ্ধি কংক্রিটের ভলিউমেট্রিক স্থিতিশীলতা উন্নত করে এবং হাইড্রেশন তাপ এবং সংকোচন হ্রাস করে, যা প্রাথমিক 3 ডি মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণে সাধারণ সমস্যা ছিল। মোটা সমষ্টির ব্যবহার কংক্রিট জমা করার হার এবং প্রিন্টহেড গতিও বৃদ্ধি করে, যা মুদ্রণ দক্ষতা এবং উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধি করতে পারে। অতএব, মুদ্রিত কাঠামো বৃহত্তর স্থিতিশীলতা এবং শক্তি অর্জন করে, যেমনটি ইভানোভা এবং মেকচেরিন পর্যবেক্ষণ করেছেন। রিওলজি নিয়ন্ত্রণের চ্যালেঞ্জ স্পষ্ট হয়ে ওঠার সাথে সাথে মোট সামগ্রী এবং আকারের একটি সীমা রয়েছে। প্রাকৃতিক সমষ্টি যেমন বালি এবং নুড়ি পছন্দ করা হয় কারণ কৃত্রিম সমষ্টির তুলনায় তাদের উৎপাদনের জন্য কম শক্তির প্রয়োজন হয়, তবে সমষ্টিগত নির্বাচন আঞ্চলিক আমানত দ্বারা সীমাবদ্ধ করা যেতে পারে। মিশ্রণের মধ্যে রয়েছে জল, সমষ্টি এবং সিমেন্টের উপাদানের বাইরের যে কোনও উপাদান, যা কংক্রিটের মিশ্রণের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে। বিশেষত থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের ক্ষেত্রে, এই মিশ্রণগুলি নির্মাণযোগ্যতা, কার্যকারিতা এবং এক্সট্রুডেবিলিটির ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ কার্যকারিতা সম্পন্ন থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের প্রধান মিশ্রণ হল ফ্লাই অ্যাশ, কারণ এটি কাজের কার্যকারিতা এবং স্থায়িত্ব উন্নত করে। যাইহোক, প্রচুর পরিমাণে ফ্লাইঅ্যাশ শক্তি এবং নির্মাণযোগ্যতার ধীর বিকাশের দিকে পরিচালিত করতে পারে, যে কারণে এটি প্রায়শই মাটির মতো অন্যান্য মিশ্রণের সাথে মিশ্রিত হয়, যাতে আকারের স্থিতিশীলতা বজায় থাকে। সিলিকা ধোঁয়া 3ডি মুদ্রিত কংক্রিট মিশ্রণের জন্য আরেকটি সাধারণ মিশ্রণ, কারণ এটি কংক্রিট নিরাময়ের পরে মুদ্রিত কংক্রিটের প্রাথমিক শক্তি এবং নমনীয় শক্তি বৃদ্ধি করে। সিলিকা ধোঁয়ার প্রধান সুবিধা হল এর ছোট কণাগুলি বৃহত্তর সমষ্টির চারপাশে শূন্য স্থানগুলি পূরণ করে, যা সিমেন্ট বাইন্ডারের সাথে বন্ধনের কার্যকারিতা উন্নত করে। এটি মিশ্রণের কণার আকারের বিতরণকে অনুকূল করতেও সহায়তা করে, যা ফলন চাপ এবং নির্মাণযোগ্যতা বাড়ায়। যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য স্ট্যান্ডার্ড কংক্রিট মিশ্রণের মতো, 3 ডি মুদ্রিত কংক্রিটের মিশ্রণগুলি সাধারণত তাদের সংকোচনশীল এবং নমনীয় শক্তির জন্য পরীক্ষা করা হয়। এই যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি মিশ্র নকশার উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল এবং উপরের বিভাগে বর্ণিত মিশ্রণগুলি যোগ করে উন্নত করা যেতে পারে। সাধারণ পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট, ফ্লাই অ্যাশ, সিলিকা ফিউম এবং সূক্ষ্ম কাচের সমষ্টি সমন্বিত মিশ্রণের জন্য, সংকোচন শক্তি প্রায় 36 থেকে 57 এমপিএ, যা স্বাভাবিক ওজনের কংক্রিটের সংকোচন শক্তির সাথে তুলনীয়। সুপারপ্লাস্টিসাইজার এবং অতিরিক্ত রাসায়নিক ব্যবহার করে 100 এমপিএরও বেশি উচ্চ কার্যকারিতা কংক্রিট শক্তি অর্জন করা হয়েছে, তবে এই মিশ্রণগুলি উত্পাদন করতে আরও বেশি শক্তি নিবিড়। থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের জন্য, কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি মূলত আন্তঃস্তর বন্ধন কর্মক্ষমতা দ্বারা প্রভাবিত হয়। মুদ্রণের গতি এবং প্রিন্টহেডের উচ্চতা বৃদ্ধি আন্তঃস্তর বন্ধনের শক্তি হ্রাস করতে পারে, অন্যদিকে স্তরগুলির মধ্যে একটি মর্টার যোগ করা এই শক্তিকে উন্নত করতে পারে। বিশেষ করে, কালো কাঠকয়লা, সালফার এবং বালি দিয়ে তৈরি একটি রজন মর্টার কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে। থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের জন্য কংক্রিট সরবরাহকারী যেহেতু থ্রিডি প্রিন্টিং কংক্রিট মিক্স ডিজাইনের জন্য কোনও মান নির্ধারণ করা হয়নি, তাই কোম্পানিগুলি প্রায়শই তাদের নিজস্ব গবেষণা এবং উন্নয়ন অনুসরণ করে যদি তারা নির্মাণ পরিষেবা হিসাবে থ্রিডি প্রিন্টিং দেওয়ার সিদ্ধান্ত নেয়। নীচে কিছু উল্লেখযোগ্য সংস্থা রয়েছে যারা তাদের পরিষেবার ক্ষেত্রে সফলভাবে থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং প্রয়োগ করেছে। উল্লেখযোগ্য প্রকল্প এবং প্রয়োগ মুদ্রণ প্রযুক্তিতে শক্তিবৃদ্ধির চ্যালেঞ্জ এবং সীমাবদ্ধতার কারণে, থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের প্রয়োগ বেশিরভাগ বড় বাণিজ্যিক ভবনগুলির বিপরীতে মডেল এবং আবাসিক বাড়ি সহ ছোট আকারের প্রকল্পগুলিতে সীমাবদ্ধ রয়েছে। তবে, বিশ্বজুড়ে কিছু উল্লেখযোগ্য প্রকল্প রয়েছে যা থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের সম্ভাবনা প্রদর্শন করে। আইকনঃ থ্রিডি প্রিন্টেড হোমস আইকন টেক্সাসের জর্জটাউনে 100টি থ্রিডি প্রিন্টেড বাড়ির একটি সম্প্রদায় তৈরি করছে। 2023 সালে 400,000 মার্কিন ডলারের মাঝামাঝি দাম দিয়ে রিজার্ভেশন শুরু হবে। ভলকান প্রিন্টারের বহরটি 3 থেকে 4 টি শয়নকক্ষ এবং 2 থেকে 3 টি স্নানের আটটি ভিন্ন তল পরিকল্পনা তৈরি করতে পারে। ম্যাগমা নামে পরিচিত একটি কংক্রিট ফিডিং সিস্টেম ভালকান প্রিন্টারকে ল্যাভাক্রিট নামে পরিচিত আইকনের উন্নত কংক্রিট মিশ্রণ সরবরাহ করে, যা সাইটের আবহাওয়ার অবস্থার জন্য সামঞ্জস্য করতে পারে এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে রিড-টু-প্রিন্ট কংক্রিট সরবরাহ করতে পারে। 90 থেকে 200 বর্গ মিটারের 3ডি প্রিন্টেড বাড়িগুলি ছাপাতে প্রায় পাঁচ থেকে সাত দিন সময় লাগে, একটি কাঠের ফ্রেমের তুলনায় যা একই এলাকায় 16 সপ্তাহ পর্যন্ত সময় নেয়। আইকন 2020 সালের মার্চ মাসে টেক্সাসের অস্টিনে সাতটি থ্রিডি প্রিন্টেড বাড়ির জন্য একটি প্রকল্পও সম্পন্ন করে। আইকনের ভলকান প্রিন্টার ব্যবহার করে প্রতি 400 ফুট 2 বাড়ি মাত্র 27 ঘন্টার মধ্যে ছাপা হয়েছিল। প্রথম বাসিন্দারা 2020 সালে বাড়িগুলিতে চলে আসেন এবং শহরের গৃহহীনদের মধ্যে 480 জন, শহরের গৃহহীন জনসংখ্যার প্রায় 40 শতাংশ বাস করেন বলে অনুমান করা হয়। হ্যাবিট্যাট ফর হিউম্যানিটিঃ অ্যাফোর্ডেবল হোমস ফাস্ট 2021 সালে, হ্যাবিট্যাট ফর হিউম্যানিটি, বিশ্বের বৃহত্তম অলাভজনক বাড়ি নির্মাতা সংস্থা, ভার্জিনিয়ার উইলিয়ামসবার্গ এবং অ্যারিজোনার টেম্পেতে দুটি থ্রিডি প্রিন্টেড বাড়ি তৈরি করেছে। ভার্জিনিয়ার বাড়িটি ছিল 1,200 ফুট 2 এবং একটি কোবড থ্রিডি প্রিন্টার দিয়ে মাত্র 28 ঘন্টার মধ্যে মুদ্রিত হয়েছিল, যা স্ট্যান্ডার্ড নির্মাণের চেয়ে প্রায় চার সপ্তাহ দ্রুত ছিল। সংস্থাটি অনুমান করেছে যে থ্রিডি মুদ্রিত কংক্রিটের দেয়ালগুলি নির্মাণ ব্যয়ে প্রতি বর্গফুট প্রায় 15 শতাংশ সাশ্রয় করেছে। অ্যারিজোনায় 1,738 ফুট 2 বাড়িটি গ্রীষ্মে নির্মিত হয়েছিলঃ এমন একটি সময় যেখানে চরম তাপের কারণে নির্মাণ সাধারণত বন্ধ হয়ে যায়। বাড়ির 80 শতাংশ অভ্যন্তরীণ ও বাইরের দেয়াল সহ থ্রিডি প্রিন্টিং ব্যবহার করে নির্মিত হয়েছিল, বাকি অংশ, যেমন ছাদ, ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতি ব্যবহার করে নির্মিত হয়েছিল। হ্যাবিট্যাট ফর হিউম্যানিটি আশা করে যে থ্রিডি মুদ্রিত বাড়িগুলি সাশ্রয়ী মূল্যের আবাসনগুলির পাশাপাশি চরম জলবায়ু এবং পরিবেশে শ্রমের ঘাটতির সমাধান হতে পারে। পেরিঃ প্রজেক্ট মাইলস্টোন জার্মানির প্রথম থ্রিডি মুদ্রিত আবাসিক ভবনটি 2020 সালের সেপ্টেম্বরে পেরি দ্বারা নির্মিত হয়েছিল, কোবডের বিওডি2 প্রিন্টার এবং হাইডেলবার্গ সিমেন্টের কংক্রিট মিশ্রণ ব্যবহার করে। 24টি কংক্রিট উপাদান একটি স্থাপনায় ছাপানো হয়েছিল এবং তারপরে সমাবেশের জন্য সাইটে পরিবহন করা হয়েছিল। প্রিন্টারটি প্রতি 5 মিনিটে 1 বর্গ মিটার প্রাচীর তৈরি করে, 2020 সালের নভেম্বরের মধ্যে 160 বর্গ মিটার বাড়ির কাজ শেষ করে। দেয়াল ছাপানোর জন্য কেবল দু 'জন অপারেটরের প্রয়োজন ছিল, যার মধ্যে জল স্থাপন, বিদ্যুৎ এবং পাইপ সংযোগ অন্তর্ভুক্ত ছিল। নিজমেগেন, নেদারল্যান্ডসঃ পথচারী সেতু 2021 সালে, ডাচ শহর নিজমেগেন 29 মিটার দীর্ঘ বিশ্বের দীর্ঘতম থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিট পথচারী সেতু উন্মোচন করেছে। অনুমান করা হয়েছিল যে থ্রিডি প্রিন্টিং উপকরণগুলিতে প্রায় 50 শতাংশ সাশ্রয় করে কারণ কংক্রিট কেবল সেখানে স্থাপন করা হয়েছিল যেখানে কাঠামোগত শক্তির প্রয়োজন ছিল। থ্রিডি প্রিন্টেড ব্রিজের উপাদানগুলি বিএএম এবং ওয়েবার বিমিক্স অফসাইট দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল, যেখানে এটি পরিবহন করা হয়েছিল এবং সাইটে একত্রিত করা হয়েছিল। শাংহাইয়ের সিংহুয়া বিশ্ববিদ্যালয় দ্বারা নির্মিত দীর্ঘতম থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিট সেতুর পূর্ববর্তী রেকর্ডটি ছিল 26 মিটার। অর্থনৈতিক প্রভাব খরচ এবং অর্থনীতির ক্ষেত্রে, থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের একটি সুবিধা হল যে এটির জন্য ফর্মওয়ার্কের প্রয়োজন হয় না, যা প্রচলিত কংক্রিট ঢালা জন্য ছাঁচ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। উপাদান এবং শ্রম খরচের কারণে ফর্মওয়ার্ক মোট কংক্রিট নির্মাণের 50 শতাংশ পর্যন্ত হতে পারে। যাইহোক, প্রিন্ট হেড অগ্রভাগ এবং সম্পূরক পর্যবেক্ষণ যন্ত্র সহ যন্ত্রপাতির সাথে সম্পর্কিত খরচ রয়েছে। উপরন্তু, থ্রিডি মুদ্রিত কংক্রিটের মিশ্রণগুলি প্রায়শই প্রচলিত কংক্রিটের থেকে আলাদা হয় যেখানে ন্যানো-ক্লে, ন্যানো-সিলিকা এবং অন্যান্য রাসায়নিক মিশ্রণ যোগ করা হয় যা এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াতে সহায়তা করে। উৎপাদনশীলতার দিক থেকে থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিট থেকে পরোক্ষ অর্থনৈতিক সুবিধা পাওয়া যায়। নির্মাণ ক্ষেত্র প্রায়শই অত্যন্ত ঐতিহ্যবাহী এবং গত কয়েক দশক ধরে বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই প্রক্রিয়া একই রকম রয়েছে। এটি বড় অংশে কারণ বর্তমান প্রক্রিয়াগুলি এখনও অনেক নির্মাণ প্রয়োগে কার্যকর। উদাহরণস্বরূপ, গার্সিয়া ডি সোটোর একটি গবেষণায় রোবোটিকভাবে বানানো এবং প্রচলিতভাবে নির্মিত প্রাচীর সমাবেশকে বিভিন্ন মাত্রার জটিলতার সাথে তুলনা করা হয়েছে এবং দেখা গেছে যে প্রচলিত নির্মাণ সহজ দেয়ালের জন্য রোবোটিক ফ্যাব্রিকেশনকে ছাড়িয়ে গেছে, যেখানে জ্যামিতিক জটিলতা বৃদ্ধির সাথে সাথে রোবটটি আরও উত্পাদনশীল ছিল। রোবোটিক বানোয়াটের কারণে কোনও অতিরিক্ত খরচ ছিল না এবং উভয় ক্ষেত্রেই, নির্মাণ পদ্ধতির বিপরীতে, উপাদান উৎপাদন ছিল খরচের চালিকাশক্তি। 3ডি প্রিন্টেড কংক্রিটের পরিবেশগত প্রভাব একটি প্রদত্ত প্রকল্পের জন্য ব্যবহৃত প্রক্রিয়া এবং উপকরণের উপর ব্যাপকভাবে নির্ভরশীল। ফর্মওয়ার্ক অপসারণের কারণে থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের কংক্রিট উৎপাদনে উপাদান হ্রাস করার সম্ভাবনা রয়েছে, তবে বিশেষ মিশ্রণ এবং প্রয়োজনীয় প্রযুক্তি পরিবেশের উপর প্রচলিত কংক্রিট নির্মাণের মতোই প্রভাব ফেলতে পারে। একটি 3ডি মুদ্রিত কংক্রিট প্রাচীরের সাথে প্রচলিতভাবে নির্মিত কংক্রিট প্রাচীরের পরিবেশগত প্রভাবের তুলনা করে একটি ক্রেডল টু গ্রেভ লাইফ-সাইকেল অ্যাসেসমেন্ট (এলসিএ) প্রকাশ করেছে যে 3ডি মুদ্রিত বিকল্পটি কেবল তখনই পরিবেশগত প্রভাব হ্রাস করে যখন কোনও শক্তিবৃদ্ধি ব্যবহার করা হয় না। বৈশ্বিক উষ্ণায়নের সম্ভাবনা, অ্যাসিডিফিকেশন সম্ভাবনা, ইউট্রোফিকেশন সম্ভাবনা এবং ধোঁয়াশা গঠনের সম্ভাবনার এলসিএ প্রভাবগুলি পরিবেশগত প্রভাবগুলি পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। একবার থ্রিডি মুদ্রিত কংক্রিট কাঠামোতে শক্তিবৃদ্ধি চালু করা হলে, এই প্রভাবগুলি প্রচলিত নির্মাণ পদ্ধতির চেয়ে বেশি ছিল, বিশেষত বিশ্ব উষ্ণায়ন এবং ধোঁয়াশা গঠনের সম্ভাবনার জন্য। আরেকটি এলসিএ প্রচলিত এবং থ্রিডি মুদ্রিত কংক্রিটের দেয়ালের তুলনা করে একই ধরনের গবেষণা চালিয়েছিল তবে কাঠামোর জটিলতায় বৈচিত্র্য এনেছিল। দেখা গেছে যে কাঠামোর জটিলতা বাড়ার সাথে সাথে থ্রিডি মুদ্রিত পদ্ধতিটি কম পরিবেশগত প্রভাব ফেলে। এটি মূলত ফর্মওয়ার্ক এবং কংক্রিট ভলিউমের ক্ষেত্রে নির্মাণ সামগ্রী সংরক্ষণ করার সময় জটিল রূপগুলি অর্জন করার জন্য 3 ডি মুদ্রিত কংক্রিটের দক্ষতার কারণে হয়েছিল। সামগ্রিকভাবে, থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের পরিবেশগত প্রভাব কাঠামোর নকশা এবং প্রকৌশলী কতটা ভালভাবে উপাদান ব্যবহার করতে পারেন তার দ্বারা প্রভাবিত হয়। বস্তুগত ভিত্তিতে, পরিবেশগত প্রভাবগুলি প্রচলিত কংক্রিটের মতো, কারণ এখনও একটি সিমেন্ট বাঁধাইয়ের প্রয়োজন। যাইহোক, থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের সাথে আসা সুশৃঙ্খল নির্মাণ প্রক্রিয়া উপাদান বর্জ্য এবং অনসাইট নির্গমন হ্রাস করে। চ্যালেঞ্জ এবং সীমাবদ্ধতা বেশ কয়েকটি সীমাবদ্ধতা রয়েছে যা নির্মাণ শিল্প জুড়ে থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংকে ব্যাপকভাবে গ্রহণ করা থেকে বিরত রাখে। প্রথমত, থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের জন্য যে উপাদান প্যালেট ব্যবহার করা যেতে পারে তা সীমিত, বিশেষত অগ্রভাগের এক্সট্রুশন এবং কংক্রিট স্তরগুলির জমা প্রক্রিয়ার কারণে, যা অকাল ধসের চ্যালেঞ্জের পরিচয় দেয়। অতএব, উপাদানগত বৈশিষ্ট্য নিয়ে গবেষণা এবং উচ্চমানের সিমেন্টযুক্ত উপকরণ তৈরি করা যা উভয় কাঠামোগত কংক্রিট কোড থ্রিডি প্রিন্টিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। একটি কংক্রিট মিশ্রণের সংবেদনশীলতার কারণে, একটি পরিবর্তন সিমেন্টের ধরন, সমষ্টি বা মিশ্রণ কংক্রিটের বৈশিষ্ট্য এবং আচরণকে প্রভাবিত করবে। বর্তমান বিল্ডিং কোডগুলি বিবেচনা করে যে কংক্রিটের একটি সমজাতীয় উপাদান রয়েছে যখন বাস্তবে, কংক্রিট অ্যানিসোট্রপিক। এই অ্যানিসোট্রপি মুদ্রিত স্তরগুলির সাথে আরও উন্মুক্ত হয়, তাই বিকৃতি এবং ক্র্যাকিং অনুমানের জন্য নতুন পদ্ধতিগুলি অবশ্যই বিকাশ করতে হবে। উপরন্তু, কংক্রিটের জন্য বর্তমান উপাদান পরীক্ষায় এ. এস. টি. এম সি 39 অনুসারে নলাকার নমুনা রয়েছে। বর্তমানে থ্রিডি প্রিন্টেড কংক্রিটের জন্য কোনও পদ্ধতিগত বা তাত্ত্বিক ভিত্তি নেই, বিশেষত যখন এটি স্ট্যান্ডার্ড পরীক্ষার ক্ষেত্রে আসে। বর্তমান থ্রিডি প্রিন্টেড প্রকল্পগুলি থ্রিডি প্রিন্টার প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতার কারণে উঁচু বাণিজ্যিক ভবনগুলির বিপরীতে মডেল প্রোটোটাইপিং এবং নিম্ন-বৃদ্ধি, বড় এলাকা ভবনগুলিতে সীমাবদ্ধ রয়েছে। প্রিন্টারগুলি বিল্ডিংয়ের উচ্চতার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে, তাই থ্রিডি প্রিন্টারের স্থায়িত্ব এবং নকশায় অতিরিক্ত গবেষণা প্রয়োজন। 3ডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ে শক্তিবৃদ্ধির ক্ষেত্রেও চ্যালেঞ্জ রয়েছে, যা লম্বা কাঠামোর জন্য প্রয়োজন। আরও বিশদ বিবরণের জন্য 3ডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের জন্য শক্তিবৃদ্ধি দেখুন। অন্যান্য অনেক প্রতিষ্ঠানের মধ্যে ইটিএইচ জুরিখ, লফবরো বিশ্ববিদ্যালয়, সুইনবার্ন ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি, আইন্ডহোভেন ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি এবং ইনস্টিটিউট ফর অ্যাডভান্সড আর্কিটেকচার অফ কাতালোনিয়ায় থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং বিষয়ে গবেষণা ও উন্নয়ন অগ্রগামী গবেষণা পরিচালিত হয়। সম্মেলন শিল্প ও শিক্ষা উভয় ক্ষেত্রেই থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের প্রতি আগ্রহ বৃদ্ধির কারণে আন্তর্জাতিকভাবে বেশ কয়েকটি সম্মেলন শুরু হয়েছে। 2017 সালের ফেব্রুয়ারি ও নভেম্বরে 3ডিপ্রিন্থুস দ্বারা কোপেনহেগেনে দুটি শিল্প-কেন্দ্রিক আন্তর্জাতিক সম্মেলনের আয়োজন করা হয়েছিল। পরবর্তীকালে, 2018 সালে ইটিএইচ জুরিখে, 2020 সালে আইন্ডহোভেন ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে এবং 2022 সালে লফবরো বিশ্ববিদ্যালয়ে দ্বিবার্ষিক ডিজিটাল কংক্রিট একাডেমিক সম্মেলনের আয়োজন করা হয়। 2018 সালে সুইনবার্ন ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি, 2019 সালে তিয়ানজিন ইউনিভার্সিটি এবং 2020 সালে সাংহাই টঙ্গজি ও হেবেই বিশ্ববিদ্যালয়গুলিতে এশিয়া-প্রশান্ত মহাসাগরীয় অঞ্চলের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে পুনরাবৃত্ত সম্মেলনের একটি সমান্তরাল সিরিজের আয়োজন করা হয়েছিল। সম্পর্কিত বিষয় কংক্রিট প্রিন্টিং সরাসরি চূড়ান্ত অংশ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, বা পরোক্ষভাবে, ফর্মওয়ার্ক তৈরি করতে যেখানে কংক্রিট ঢালাই বা স্প্রে করা হয়। থ্রিডি-প্রিন্টেড ফর্মওয়ার্কগুলি থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের কিছু প্রধান চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করে। শক্তিবৃদ্ধি বারগুলি প্রচলিতভাবে সংহত করা যেতে পারে এবং প্রচলিতভাবে ঢালাই বা স্প্রে করা কংক্রিট বিল্ডিং কোড মেনে চলে। উপরন্তু, কংক্রিটের পৃষ্ঠের গুণমান থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিংয়ের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে ভাল। একটি মসৃণ পৃষ্ঠ অর্জন করতে, থ্রিডি-মুদ্রিত ফর্মওয়ার্কগুলি প্রলেপ দেওয়া বা পালিশ করা যেতে পারে। কংক্রিট ঢালাইয়ের জন্য স্টে-ইন-প্লেস ফর্মওয়ার্ক তৈরি করতে স্তরযুক্ত এক্সট্রুশন সহ ফর্মওয়ার্ক থ্রিডি কংক্রিট প্রিন্টিং হিসাবে থ্রিডি-প্রিন্টেড কংক্রিট ব্যবহার করা হয়েছে। এই পদ্ধতিতে, একটি পাতলা খোল, যা এক বা দুটি থ্রিডি-প্রিন্টেড কনট্যুর নিয়ে গঠিত, প্রথম ধাপে তৈরি করা হয়, হয় একটি প্রিফ্যাব্রিকেশন প্লান্টে বা সরাসরি সিটুতে। পরবর্তীকালে, শক্তিবৃদ্ধির খাঁচাগুলি স্থাপন করা হয় এবং সুরক্ষিত করা হয়। অবশেষে, ফর্মওয়ার্কের নীচের অংশে হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ তৈরি রোধ করতে একবারে বা বেশ কয়েকটি ধাপে শেলের ভিতরে কংক্রিট ঢালাই করা হয়। কাঠামোগত গণনার জন্য, 3ডি-মুদ্রিত শেল সাধারণত উপেক্ষা করা হয় এবং শুধুমাত্র ঢালাই কংক্রিটকে লোড-ভার বহনকারী হিসাবে বিবেচনা করা হয়। যাইহোক, 3ডি-মুদ্রিত শেলটি প্রয়োজনীয় কংক্রিট শক্তিবৃদ্ধির আবরণের জন্য বিবেচনা করা যেতে পারে যা ইস্পাতকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করে। কংক্রিটের জন্য থ্রিডি-প্রিন্টেড ফর্মওয়ার্ক বিকল্পভাবে, কংক্রিটের জন্য ফর্মওয়ার্ক উৎপাদনের জন্য নন-সিমেন্টিয়াস উপকরণ সহ থ্রিডি প্রিন্টিং ব্যবহার করা যেতে পারে। স্থাপত্য কংক্রিট উপাদানগুলির জন্য ফর্মওয়ার্ক তৈরির জন্য কাদামাটি, ফেনা, মোম এবং পলিমারের সাথে এক্সট্রুশন প্রিন্টিং, পাশাপাশি বালি এবং স্টেরিওলিথোগ্রাফি সহ বাইন্ডার জেটিং ব্যবহার করা হয়েছে। আরও দেখুন কংক্রিট 3ডি প্রিন্টিং-এ 3ডি প্রিন্টিং শক্তিবৃদ্ধি 3ডি প্রিন্টিং 3ডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়া 3ডি প্রিন্টিং-এর প্রয়োগ আবাসিক নির্মাণ স্লিপ গঠন কনট্যুর কারুকাজ রেফারেন্স 3ডি প্রিন্টিং বিল্ডিং প্রযুক্তি কংক্রিট বিল্ডিং ইঞ্জিনিয়ারিং উদীয়মান প্রযুক্তি