INNOVATIVE SUSTAINABLE BUILDING PRODUCTION WITH THREE-DIMENSIONAL PRINTER TECHNOLOGY


Creative Commons License

Çalışkan Ö., Taş M., Taş N.

11th INTERNATIONAL MAY 19 INNOVATIVE SCIENTIFIC APPROACHES CONGRESS, Samsun, Turkey, 19 - 20 May 2024, pp.428-437

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Samsun
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.428-437
  • Bursa Uludag University Affiliated: Yes

Abstract

ABSTRACT
The building production process aims to produce a final product with certain quality standards by
using information, resources, and time in the most efficient way. In line with this goals, technological
advances provide a favourable environment for the development of new construction techniques and
materials based on innovation. One of the construction techniques developed is three-dimensional
printer technology. Three-dimensional printer technology offers opportunities in the building
production process, such as shortening the time, reducing the cost and the need for labor, providing
error-free, serial and standardized production of complex forms. In addition, flexible production
capability that allows prefabricated production and modular production are among its advantages.
In today's world of raw material and energy crises, studies are being carried out to utilize waste
materials for the production of materials used in three-dimensional printers. With the use of recycled
materials in the content of materials used in three-dimensional printers, which generally consist of
concrete, steel and plastic-based mixtures; returning waste to production and using resources
efficiently, which is an important issue in terms of sustainability, offers significant improvement
opportunities in terms of reducing environmental impacts.
Three-dimensional printer technology is often used in housing production. The steel pedestrian bridge
over a water canal in the De Wallen district of Amsterdam, which was produced with three-
dimensional printer technology, has become a prominent example of the use of this technology in the
production of different types of structures. The complex structure of the bridge makes three-
dimensional printing technology an important construction technique that should be evaluated in the
realization of designs that cannot be constructed with commonly used construction techniques.
Three-dimensional printer technology, which is also being studied in the field of space technologies, is
among the construction techniques that are foreseen to be used in the construction of structures with
different functions to be produced in space or on another planet. It is argued that the potential
contribution of three-dimensional printing technology to building production in the future will increase
through studies aimed at understanding and developing this technology.
The article examines the different functional structures that have been produced using three-
dimensional printer technology or are still in the concept design phase, and the studies on building
materials, and provides an overview of the improvement potentials in the context of sustainable
building production.
Keywords: Innovation, Sustainable Building Production, Three-Dimensional Printer Technology

ÖZET

Yapı üretim süreci; bilgiyi, kaynağı ve zamanı en verimli şekilde kullanarak belirli kalite

standartlarındaki sonuç ürününü ortaya koymayı hedeflemektedir. Teknolojik gelişmeler, bu hedefler

doğrultusunda inovasyona dayalı yeni yapım tekniklerinin ve malzemelerin üretiminin geliştirilmesine

uygun zemin hazırlamaktadır. Geliştirilen yapım tekniklerinden biri de üç boyutlu yazıcı teknolojisidir.

Üç boyutlu yazıcı teknolojisi yapım sürecinde, sürenin kısalması, maliyetin ve iş gücüne ihtiyacın

azalması, karmaşık formların hatasız, seri ve standart üretimini sağlaması gibi olanaklar sunmaktadır.

Ayrıca prefabrike üretime ve modüler üretime olanak sağlayan esnek üretim yeteneği de sahip olduğu

avantajlar arasında yer almaktadır.

Hammadde ve enerji krizlerinin yaşandığı günümüz dünyasında, atık malzemelerin üç boyutlu

yazıcılarda kullanılan malzemelerin üretiminde değerlendirilmesine yönelik çalışmalar yapılmaktadır.

Genellikle beton, çelik ve plastik bazlı karışımlardan oluşan üç boyutlu yazıcılarda kullanılan

malzemelerin içeriğinde geri dönüştürülmüş malzemelerin kullanılmasıyla; sürdürülebilirlik açısından

önemli bir konu olan atıkların yeniden üretime döndürülmesi ve kaynakların verimli kullanılması,

çevresel etkilerin azaltılması açısından önemli iyileştirme fırsatları sunmaktadır.

Üç boyutlu yazıcı teknolojisi sıklıkla konut üretiminde kullanılmaktadır. Amsterdam’ın De Wallen

bölgesinde bir su kanalı üzerinde bulunan ve üç boyutlu yazıcı teknolojisi ile üretilmiş çelik yaya

köprüsü, bu teknolojinin farklı tipteki yapıların üretiminde kullanılması konusunda öne çıkan bir örnek

olmuştur. Köprünün karmaşık formlu yapısı, yaygın olarak kullanılan inşaat teknikleri ile yapımı

mümkün olmayan tasarımların hayata geçirilmesi konusunda, üç boyutlu baskı teknolojisini

değerlendirilmesi gereken önemli bir yapım tekniği yapmaktadır.

Uzay teknolojileri alanında da üzerinde çalışmalar yapılan üç boyutlu yazıcı teknolojisi, uzayda ya da

başka bir gezegen üzerinde üretilecek farklı işlevlerdeki yapıların yapımında kullanılması ön görülen

yapım teknikleri arasında yer almaktadır. Üç boyutlu baskı teknolojisinin gelecekte yapı üretimine

olan potansiyel katkısının, bu teknolojiyi anlamaya ve geliştirmeye yönelik çalışmalar sayesinde

artacağı savunulmaktadır.


Makale, üç boyutlu yazıcı teknolojisi kullanılarak elde edilen ya da henüz konsept tasarım aşamasında

olan farklı işlevlerdeki yapılar ile, baskı malzemeleri üzerine yapılan çalışmaları incelemekte, güncel

duruma ve sürdürülebilirlik bağlamında taşıdığı iyileştirme potansiyellerine bir bakış sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler: İnovasyon, Sürdürülebilir Bina Üretimi, Üç Boyutlu Yazıcı Teknolojisi.