Il Politecnico di Milano sta esplorando i limiti della stampa 3D per migliorare l’edilizia. Con l’obiettivo di ridurre i rifiuti di costruzione e il consumo di energia, l’istituto ha lanciato ConstructAdd, un programma di ricerca finalizzato a promuovere la produzione additiva di acciaio (AM) nell’edilizia. Il Politecnico di Milano lavorerà con una serie di aziende e organizzazioni per raggiungere i propri obiettivi, tra cui la stampa 3D di giunti metallici. La stampa 3D del calcestruzzo per edifici e casseforme è già una tecnologia ben conosciuta, ma c’è ancora molto potenziale per la sua applicazione nel settore delle costruzioni. Il programma di ricerca mira a utilizzare la tecnologia AM per rendere la produzione di componenti metallici più efficiente, più sostenibile e più economica.
Le aziende coinvolte sono :
Azienda italiana di polveri metalliche MIMETE
VALLOUREC , un grande produttore di tubi in acciaio laminato
CIMOLAI , produttore di grandi strutture in acciaio come componenti per ponti
Det Norske Veritas (meglio noto come DNV), un organismo di standardizzazione e classificazione che svolge anche attività di assicurazione, in particolare nel settore marittimo , petrolio e gas .
Produttore di macchine curvatubi e taglio tubi, BLM Group
Prima Industrie , un’azienda di marcatura laser che in precedenza aveva lanciato una filiale di stampa 3D chiamata Prima Additive
ArcelorMittal Vitry , uno dei maggiori produttori di acciaio
Gruppi di ricerca IMDEA Materials Institute di Madrid, Università di Pisa e RWTH Aachen
Il Dr. Alper Kanyilimaz, che è ricercatore presso il Dipartimento di Architettura, Ambiente Costruito e Ingegneria delle Costruzioni del Politecnico di Milano , illustra così il progetto:
“L’obiettivo principale di ConstructAdd è portare la tecnologia di stampa 3D in metallo nel mainstream delle industrie delle costruzioni e dell’automotive. Come mai? Perché gli attuali obiettivi dei governi di tutto il mondo e della società nel suo insieme sono la riduzione delle emissioni di carbonio e la gestione dei problemi dei rifiuti. sono stati inventati per problemi del passato. Dato che circa un terzo di tutti i rifiuti prodotti in tutto il mondo ogni anno proviene dall’industria delle costruzioni, la produzione di acciaio ha un ruolo importante da svolgere qui. Le attuali tecniche di produzione disponibili non sono facilmente ottimizzabili e c’è molto materiale sprecato. Ad esempio, durante il taglio e la saldatura di lastre di acciaio.
Il team del Politecnico di Milano, con il supporto di ConstructAdd, sta lavorando per raggiungere l’obiettivo di stampare giunti metallici e altri componenti di fissaggio in 3D su richiesta, direttamente sul luogo di utilizzo. Questo cambiamento avrebbe l’effetto di ridurre il consumo di energia e lo spreco di materiali, ottenendo una soluzione più sostenibile per l’edilizia. Tuttavia, c’è una certa scetticismo nei confronti di questa iniziativa, con alcuni che la considerano come una mossa per supportare le industrie consolidate, come il settore siderurgico. Quest’ultimo, in particolare, ha ricevuto molte volte l’appoggio del governo negli anni passati.
Il consorzio sta esplorando l’ottimizzazione delle strutture congiunte, una priorità importante data la loro prevalenza. La ricerca si concentra sulla selezione di due materie prime in filo e due in polvere, sulla definizione di standard per il riciclaggio, la sicurezza e le proprietà meccaniche, e su come le aziende potrebbero utilizzare questi processi per realizzare parti conformi a EN1090 e per eseguire analisi del ciclo di vita. Questo sforzo sta aiutando a identificare come la stampa 3D in acciaio potrebbe essere utilizzata in futuro per rendere l’edilizia più efficiente ed eco-compatibile.
Il consorzio sta esaminando due diverse tecnologie di stampa 3D per la produzione di componenti edili: la fusione laser a letto di polvere e la produzione additiva con arco a filo (WAAM) e deposizione di energia diretta dal laser (LDED). La prima opzione, la fusione laser a letto di polvere, sembra costosa ma potrebbe essere utilizzata per creare elementi di facciata e connettori con geometrie personalizzate. La WAAM e la LDED sono considerate soluzioni più adatte per la costruzione su larga scala.
Il consorzio è impegnato a esplorare come la stampa 3D in acciaio possa essere utilizzata per costruire edifici più grandi e a più piani. Attualmente, la stampa 3D in calcestruzzo presenta limitazioni nella sua capacità di costruire strutture di grandi dimensioni, ma l’aggiunta di elementi di fissaggio e giunti in acciaio stampati in 3D potrebbe essere un modo più efficiente per costruire grandi strutture a più piani. Questo è particolarmente rilevante in Europa, dove la mancanza di lavoratori edili e l’obiettivo di una transizione energetica stanno spingendo verso soluzioni più innovative. Inoltre, il consorzio spera che la sua tecnologia possa essere utilizzata anche nel settore automobilistico, dove una struttura in tubi saldati potrebbe essere utilizzata come base per la costruzione di un’auto o di una casa.
Il consorzio spera di ridurre l’impatto ambientale attraverso la riduzione delle emissioni di carbonio, l’utilizzo più efficiente dei materiali e la riduzione dei consumi energetici. La costruzione di componenti prefabbricati e in acciaio stampati in 3D sul posto potrebbe contribuire a questo obiettivo, poiché potrebbe richiedere meno cemento e produrre meno rifiuti, visto che l’industria delle costruzioni è responsabile di circa un terzo di tutti i rifiuti del pianeta.
