Este mai durabil decât imprimarea 3D
Pe scurt: Pe măsură ce industria construcțiilor se confruntă cu presiunea de a-și reduce amprenta de carbon, dezvoltări precum imprimarea cu impact oferă o soluție. Prin valorificarea materialelor pământești abundente și robotică avansată, această metodă este mai durabilă decât metodele tradiționale de construcție și chiar și imprimarea 3D.
Cercetătorii de la ETH Zurich au dezvoltat o metodă de construcție robotizată numită imprimare cu impact, care este durabilă, deoarece utilizează materiale pe bază de pământ în loc de ciment.
Imprimarea cu impact depune rapid porțiuni mici dintr-un amestec de pământ special formulat la viteze mari. Un instrument robotizat personalizat extrude și împușcă materialul în jos cu până la 10 metri pe secundă, construind treptat pereți și structuri. Pe măsură ce fiecare porțiune afectează straturile de dedesubt, materialul se leagă puternic fără a necesita adezivi suplimentari sau timp de uscare.
„Am dezvoltat un instrument robotic și o metodă care ar putea prelua material comun, care este materialul excavat pe șantierele de construcții, și să-l transforme înapoi în produse de construcție utilizabile, la costuri reduse și eficient, cu mult mai puțin CO2 decât metodele de construcție industrializate existente, inclusiv Imprimare 3D”, a declarat Dr. Lauren Vasey, lider de proiect la ETH Zurich, pentru Ars Technica.
Amestecul de pământ folosit în imprimarea cu impact este compus în principal din materiale de proveniență locală, cum ar fi solul excavat, nămol și argilă – materiale care pot fi adesea obținute direct de pe șantierele de construcții. În prezent, este necesar doar aproximativ 1-2% stabilizator mineral, ceea ce este mult mai mic decât conținutul de ciment din betonul convențional.
Un avantaj cheie al imprimării cu impact față de imprimarea 3D din beton este că nu necesită pauze pentru ca materialul să se solidifice între straturi, permițând o construcție mai rapidă. Procesul este, de asemenea, extrem de personalizabil, permițând producerea de modele cu formă liberă și geometrii complexe.
Poate mai semnificativ, imprimarea 3D în construcții nu este neapărat durabilă din punct de vedere ecologic. Procesul încorporează adesea cimentul ca ingredient cheie, un contributor semnificativ la emisiile globale de carbon, reprezentând o parte substanțială din producția mondială de CO2.
În plus, aditivii utilizați în amestecurile de construcții de imprimare 3D pot complica scenariile de sfârșit de viață a clădirii. Aceste componente chimice fac adesea dificilă sau imposibilă reciclarea materialelor odată ce o structură nu mai este necesară.
Cercetătorii au folosit cu succes imprimarea cu impact pentru a construi pereți și coloane de până la 2 metri (6,5 picioare) înălțime. Aceste structuri pot suporta sarcini semnificative fără a utiliza aditivi chimici precum cimentul pentru rezistență. Echipa lucrează acum la integrarea metodelor de armare pentru a extinde tipurile și scara structurilor care pot fi construite.
Ei preconizează ca imprimarea cu impact să fie utilizată pentru prefabricarea în afara șantierului și construcția la fața locului și au proiectat sistemul pentru a fi compatibil cu mașinile de construcții autonome, inclusiv un excavator personalizat numit HEAP, dezvoltat de Laboratorul de Sisteme Robotice al ETH.
Cercetătorii își propun să rafineze în continuare amestecul de materiale pentru a elimina nevoia de aditivi, făcând procesul complet circular. Structurile construite cu imprimare de impact ar putea fi deconstruite, iar materialele ar putea fi refolosite pentru clădirile viitoare.
Tehnologia de imprimare cu impact a câștigat deja recunoaștere, câștigând 3D Pioneers Challenge la categoria Arhitectură în 2023. Echipa ETH Zurich lucrează acum la comercializarea procesului, cu planuri de a înființa o unitate de prefabricare în anul viitor. Ei estimează că produsele de construcție imprimate cu impact ar putea ajunge pe piață în termen de trei ani.
