3D CONCRETE PRINTING: il futuro e’ vicino

Sono ormai numerosi gli studi realizzati sulla possibilità di utilizzare stampanti 3d per la realizzazione di edifici reali. Molti gli esempi, come il castello in cemento costruito in Minnesota dall’ingegnere Andrey Rudenko, il progetto portato avanti dal team di Freeform Construction, dell’Università di Loughborough nel Regno Unito, e la “stampante” D-Shape, di Monolite UK Ltd.

Il team di Freeform Construction sta sviluppando processi incrementali in larga scala per la produzione di componenti per l'edilizia.
L’architettura moderna chiede sempre di più alla progettazione degli edifici ed ora stiamo raggiungendo un punto in cui questi progetti non possono essere realizzati utilizzando tecnologie attuali. Sono necessari nuovi sviluppi nella tecnologia di produzione delle costruzione.

Nuove tecniche di produzione sono in grado di costruire oggetti fisici direttamente dal computer, il quale genera le istruzioni, il che significa che è possibile creare forme complesse che non possono essere prodotte da processi convenzionali. Le macchine che traducono le istruzioni codificate in un vero e proprio oggetto di produzione, hanno dei componenti abbastanza piccoli e sono spesso utilizzate per i prototipi di nuovi prodotti come parte del processo di progettazione.
Queste macchine possono essere usate per risolvere alcuni dei problemi, legati alla complessità di alcuni componenti, riscontrati nella costruzione, se possono essere “scalate” per produrre parti massicce con il materiale appropriato. Esse utilizzano un tipo di calcestruzzo che si deposita in maniera molto precisa, sotto il controllo del computer.
Le possibili applicazioni includono: pannelli di rivestimento Doppiamente-curvi; componenti strutturali complessi; Componenti architettonici; lavori in ambienti pericolosi.
Per implementare tale tecnica, che consentirebbe una produzione su larga scala del materiale, tuttavia, i ricercatori hanno bisogno di un partner industriale. Se lo trovassero, secondo Buswell, professore ordinario di Building-services Engineering all'Università di Loughborough, potrebbe essere possibile commercializzare la stampa in 3D in due anni o poco più.

Il processo di costruzione D-Shape, invece, è simile al processo di "stampa" perché il sistema funziona in modo da “spremere” un legante su uno strato di sabbia. Questo è simile a quello che fa una stampante a getto d'inchiostro su un foglio di carta. Questo principio permette all'architetto di progettare strutture architettoniche incredibilmente complesse.
Visto dall'esterno, D-Shape, creata dall’azienda britannica Monolite fondata dall’Italiano Enrico Dini, appare come una grande struttura in alluminio all'interno della quale sarà costruito l'edificio. Un Software CAD-CAM guida la macchina durante il processo di costruzione. Questa struttura contiene la testina di stampa, che naturalmente è il vero nucleo della nuova tecnologia. Nonostante le sue grandi dimensioni, la struttura può essere facilmente trasportata, montata e smontata in poche ore da due operai.

Il processo inizia quando l'architetto disegna il suo progetto utilizzando la tecnologia CAD 3D Computer. Il progetto ottenuto viene scaricato in un file STL e viene importato nel programma del computer che controlla la testina di stampa di D-Shape. Il processo si svolge in una sessione di lavoro non-stop, a partire dal livello di fondazione e termina sulla parte superiore del tetto, comprese le scale, pareti esterne e divisorie interne, superfici concave e convesse, bassorilievi, colonne, statue, cablaggi, cavi e le cavità delle tubazioni. Durante la stampa di ogni sezione un 'inchiostro strutturale' viene depositato attraverso gli ugelli della stampante sulla sabbia. Il processo di solidificazione si completa in 24 ore. La stampa, iniziando dal fondo della costruzione, cresce per sezioni di 5-10 mm. La sabbia in eccesso che non è stata incorporata nella struttura funge da supporto mentre avviene il processo di solidificazione. Essa può quindi essere riutilizzata nella realizzazione di altri edifici.
Il nuovo materiale è stato sottoposto a prove di trazione, compressione e flessione. I risultati sono stati straordinari: l'”arenaria artificiale” che si ottiene ha eccellenti proprietà di resistenza.
In effetti, il nuovo processo restituisce qualsiasi tipo di sabbia, polvere o ghiaia al suo stato compatto di pietra originale. Il legante trasforma qualsiasi tipo di sabbia in un materiale simile al marmo (cioè un minerale con caratteristiche microcristalline) e con una resistenza e trazione molto superiore al cemento Portland, tanto che non vi è alcuna necessità di usare il ferro per rinforzare la struttura. Questo marmo artificiale è indistinguibile dal vero marmo e chimicamente è al cento per cento ecologico.

Per maggiori informazioni visita i siti:

www.totalkustom.com
www.freeformconstruction.com
www.d-shape.com