"Libertad de forma con personalización masiva": desafíos técnicos en la impresión 3D

Al explorar la etiqueta de impresión 3D en ArchDaily, queda claro que esta tecnología se ha desarrollado a un ritmo increíblemente rápido. Si en los primeros años veíamos el concepto como una posibilidad lejana para el futuro o con ejemplos a pequeña escala, en los últimos años hemos observado la producción de edificios impresos enteros y volúmenes cada vez más complejos. Desarrollada mediante la lectura de un archivo informático, la fabricación se realiza mediante fabricación aditiva con hormigón -u otros materiales de construcción- y presenta numerosas dificultades para proporcionar un proceso eficiente que permita la generalización de la técnica constructiva. El pabellón impreso por el consorcio Huizenprinters, por ejemplo, ilustra bien este proceso.

El proceso comenzó en 2018 con las pruebas iniciales de desarrollo concreto para el desarrollo de la fabricación aditiva robótica. Según el equipo, “en aquel momento todavía tenían pocos conocimientos de robótica y de una mezcla de materiales que sólo podía apilarse hasta 30 cm de altura antes de colapsar”. El consorcio está formado por la empresa constructora Heilijgers BV, el proveedor de hormigón Van der Kamp BV, los especialistas en innovación de Blueways y la comunidad creativa e innovadora De WAR. Además de los ya mencionados, Jelle Feringa y Summum Engineering también participaron en el proyecto, proporcionando diseño estructural, modelado paramétrico e ingeniería.

Nuevas formas de producción requieren nuevas formas de pensar

Dado que el enfoque central del proyecto era aprender, se decidió que todo el conocimiento generado sería publicado, con la intención de contribuir a futuras investigaciones e iniciativas similares. El grupo decidió compartir lo que aprendieron a través de una serie de eventos de intercambio de conocimientos y un sitio web en el que publicaron sus hallazgos. Esta información fue publicada bajo el principio de copyleft en contraposición al tradicional copyright. “Compartir información es crucial para acelerar la innovación. Podría decirse que la invención no es más que combinar ideas existentes de una manera novedosa, y qué mejor manera de cosechar ideas que en una comunidad abierta. En este proyecto trabajamos bajo el principio Creative Commons 4.0 de compartir y compartir por igual”. dijo Harmen Zijp de De WAR.

Como es de esperar en cualquier proceso de creación de prototipos, surgieron varios problemas que tuvieron que corregirse durante el transcurso del proyecto. Cuestiones como las fluctuaciones de temperatura en el cobertizo o la imposibilidad de imprimir piezas demasiado grandes llevaron a numerosas innovaciones en el proceso. Como se describe en el comunicado de prensa del proyecto:

"Lo que siguió fueron varios años de desarrollo de la tecnología y actualización de las estrategias de diseño y fabricación. Muchas iteraciones de máquinas y software dieron como resultado el desarrollo de un proceso para acelerar fuertemente el endurecimiento del concreto. Al agregar un acelerador en el cabezal de impresión, la mezcla de concreto Se fija en cuestión de minutos, lo que permite la producción de diseños muy complejos.

Imprimir el techo resultó ser el mayor desafío. El gran avance llegó con la segmentación de toda la estructura en 8 partes. Aunque esto resolvió el problema en teoría, en la práctica el resultado fue una geometría de impresión extremadamente compleja. Las impresiones largas y delgadas aumentaron el riesgo de agrietamiento por contracción, lo que se mitigó ajustando el diseño de la mezcla, utilizando un compuesto de curado y cubriendo las impresiones una vez finalizadas. La doble curvatura dio lugar a la posibilidad de pandeo; Se introdujo la estructura de costillas. Hay una diferencia de altura muy grande (80%) de un extremo al otro; la pendiente resultante hizo que el transporte fuera un desafío. Además, la forma implicaba que se requería una estrategia de impresión no plana con la correspondiente orientación del cabezal de impresión. En resumen, resolver un problema importante generó una serie de nuevos desafíos, todos los cuales se resolvieron sistemáticamente".

Las estructuras de hormigón impresas en 3D no requieren encofrado, lo que de por sí disminuye aún más el uso de materiales, ya que los encofrados suelen tener una vida útil corta. Otro problema es que las piezas impresas en 3D actúan únicamente por compresión, eliminando la necesidad de incorporar acero a la estructura. Además de ser potencialmente más barato y con una menor huella de carbono, esto hace que el reciclaje del hormigón sea mucho más sencillo, en el caso de demolición. Se espera que, en el futuro, la impresión incluya áridos de hormigón reciclado.

El pabellón construido, 4 años después, recoge todo el proceso de conocimiento desarrollado y no requirió ningún tipo de encofrado ni varilla de acero. Aunque pequeño, demuestra cómo la difusión del conocimiento y las inversiones en tecnología pueden desempeñar un papel esencial en el futuro de la construcción. Además, uno de los resultados del proyecto fue la creación de Vertico BV, una empresa centrada en tecnologías de impresión tridimensional. “La promesa de la impresión 3D en cualquier industria es la libertad de formas con personalización masiva. Estamos apenas en el comienzo de la realización de este potencial del hormigón que nos impulsa a mejorar continuamente nuestra tecnología”. – Volker Ruitinga, fundador de Vertico BV

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