I ricercatori della Bassa Sassonia della TU Braunschweig stanno studiando la stampa 3D di strutture leggere per la costruzione di ponti e tetti in un progetto. In tal modo, vogliono contribuire alla riduzione delle emissioni di CO2. Il settore delle costruzioni genera emissioni di CO2 più elevate rispetto a spedizioni, aviazione e trasporti messi insieme.
Ci sono enormi emissioni di CO2 registrate nel settore delle costruzioni , che sono maggiori delle emissioni del traffico aereo , navale e automobilistico messe insieme. Un progetto finanziato dalla Fondazione Volkswagen sta ora pianificando di sviluppare una soluzione per ridurre l’immensa quantità di materiale utilizzato nella costruzione, che è una delle ragioni dell’alto livello di emissioni di CO2. Le strutture leggere in filigrana in calcestruzzo devono essere create utilizzando una nuova tecnologia. I ricercatori hanno scritto del loro lavoro in un articolo intitolato “Stampa di calcestruzzo a iniezione 3D in un liquido vettore – Fisica sottostante e applicazioni alle strutture leggere del telaio spaziale” nella rivista specializzata Cement and Concrete Compositespresentata. Dal semestre invernale, l’Università di Scienze Applicate di Landshut offre un nuovo diploma di laurea “Fabbricazione additiva – Materiali, sviluppo e costruzione leggera” .
Dettagli sul progetto
Con la stampa 3D sono possibili processi digitali con i quali il materiale può essere utilizzato in modo più efficiente e quindi è possibile risparmiare fino al 50-70 percento del materiale. Un nuovo processo dell’Istituto per i materiali da costruzione, la costruzione solida e la protezione antincendio (iBMB) e l’ Istituto per la progettazione strutturale (ITE) ha lo scopo di ridisegnare la consueta procedura, la stampa 3D orizzontale a strati.
I ricercatori coinvolti nel progetto “Beyond 3D Printing – Una nuova tecnologia di stampa spaziale per strutture leggere in calcestruzzo spaceframe” , guidati dai professori Dirk Lowke, Harald Kloft e Norman Hack, stanno sviluppando un processo di stampa a iniezione 3D ( Injection 3D Concrete Printing ) per produrre strutture spaziali leggere.
Lowke spiega che invece dei soliti muri di cemento solido, si basano su un metodo di costruzione leggero e distaccato. Iniettano un filo di cemento in un mezzo portante e formano lì una struttura spaziale filigranata.
Lowke continua:
“Nell’esperimento, il liquido vettore è un gel trasparente. Per il processo di applicazione su larga scala, vogliamo sostituirlo con una sospensione minerale più economica, ecologicamente innocua e riciclabile su larga scala. “
Strutture leggere per ponti e coperture
Il liquido vettore deve essere perfettamente abbinato al calcestruzzo e al processo controllato da robot in modo che il materiale rimanga nella posizione desiderata. Quando la sospensione di farina di roccia viene drenata, rimane la struttura prodotta in modo additivo. In questo modo, ponti o strutture di copertura potrebbero essere realizzati in fabbrica e assemblati in loco. Con questo metodo sono possibili anche geometrie complesse senza limitazioni spaziali.
Affinché la struttura sia il più stabile possibile, i ricercatori stanno anche lavorando sull’integrazione del rinforzo. A tal fine, secondo Lowke, le strutture in acciaio dovrebbero essere impresse o un lungo trefolo di metallo o fibra portato avanti nel trefolo di cemento. La tecnologia di stampa 3D dei ricercatori probabilmente non potrà essere utilizzata su larga scala prima di dieci anni. Prima di tutto, è necessario dimostrare la fattibilità.
