Una collaborazione tra MX3D e Takenaka ha portato a un connettore in acciaio stampato in 3D da utilizzare nella costruzione strutturale.
MX3D, leader emergente nell’introduzione della tecnologia WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) nel settore dell’architettura, ingegneria e costruzioni (AEC), compreso il primo ponte stampato in 3D, ha collaborato con Takenaka, una società AEC con sede in Giappone, nella speranza di portare quell’innovazione a nuovi livelli. I due hanno unito le forze nel 2019 per sviluppare un connettore in acciaio stampato in 3D per uso strutturale, che ha recentemente superato i test distruttivi e non distruttivi ed è in via di certificazione.La collaborazione è nata dal desiderio di automatizzare la produzione e la progettazione di grandi strutture. Questa è una soluzione per affrontare la crescente complessità delle strutture e il declino della manodopera qualificata disponibile. Offre l’opportunità alla produzione di diventare completamente digitale, riducendo sia i tempi che i costi associati alla progettazione e alla produzione. Ciò offre anche vantaggi logistici e può essere facilmente integrato con il BIM. “Da quando abbiamo realizzato il primo ponte metallico stampato in 3D, la nostra tecnologia robotica WAAM ha ricevuto molta attenzione dalle società di costruzioni”, ha affermato Filippo Gilardi, MX3D R&D Engineering piombo. “La collaborazione con Takenaka Corporation su questo progetto ei suoi impressionanti risultati dei test rappresentano un ulteriore balzo in avanti nell’adozione di componenti stampati in 3D nel settore AEC”. I connettori sono realizzati con acciaio duplex. Sebbene questo tipo sia utilizzato in misura minima in tutto il mondo, offre molti vantaggi per la costruzione. È noto per la sua resistenza, fino al doppio rispetto ad altri tipi di acciaio, ed è resistente e duttile. È anche altamente resistente alla corrosione, rendendolo un metallo ideale per i componenti strutturali e costa meno poiché richiede livelli inferiori di molibdeno e nichel. Attraverso l’uso del design generativo e tecniche di stampa avanzate, la geometria del connettore consente a un edificio di trarne vantaggio sia in acciaio che in cemento. I connettori semi-cavi sono stampati con la tecnologia proprietaria di MX3D MetalXL, un pacchetto software utilizzato con un robot industriale e una saldatrice per la stampa 3D del metallo. MX3D ha dichiarato: “Invece di posizionare solo poche saldature, gli oggetti 3D su larga scala vengono stampati impilando continuamente le saldature l’una sull’altra. MX3D stampa in quasi tutti i metalli disponibili come filo di saldatura e i nostri oggetti spaziano da articoli a misura di pallone a quelli di un’auto. “Image-center
Per testare i connettori, i ricercatori di Takenaka hanno creato un modello di analisi agli elementi finiti (FEA) per determinare i comportamenti meccanici e dei materiali dei connettori. È stato testato un connettore da 4 mm e 8 mm riempito di cemento. I test di trazione, fatica e instabilità sono stati condotti con risultati positivi. Secondo la ricerca, i connettori da 4 mm avevano la stessa resistenza di quelli da 8 mm, con entrambi che mostravano prestazioni, forza e resistenza all’instabilità costanti. Questi test indicano la capacità di utilizzare metà dei materiali necessari per ottenere gli stessi risultati, il che significa ulteriori risparmi sui costi lungo la strada e imposta i connettori per ottenere la certificazione strutturale delle parti. I risultati FEA sono stati testati nel mondo reale con test di carico di compressione, che si sono dimostrati alla pari con la simulazione. Mentre i connettori si spostano verso la certificazione, le due società prevedono di continuare a testare versioni più grandi per un eventuale utilizzo in edilizia.
