Innovazione nella Costruzione in Acciaio: Quando la Serie Diventa Personalizzata
Il riconoscimento del Premio tedesco per la costruzione in acciaio è stato conferito a Linus Schmitz, grazie ai suoi studi innovativi nell’ambito delle costruzioni in acciaio. Questi studi, svolti all’Istituto per la progettazione strutturale (ITE) della TU Braunschweig, hanno esplorato metodologie per rafforzare in maniera selettiva le travi in acciaio che sopportano carichi particolarmente elevati. Attraverso l’uso della stampa 3D, Schmitz ha dimostrato come sia possibile depositare metallo solo nelle zone di maggior stress delle travi, permettendo la creazione di profili più snelli e, di conseguenza, la riduzione del consumo di risorse e delle emissioni di CO2 associate.
Tecnologia e Metodologia
Linus Schmitz ha impiegato una tecnica di stampa 3D nota come “Wire-and-Arc Additive Manufacturing” (WAAM), che sfrutta un arco elettrico per fondere il metallo sotto forma di filo e depositarlo sulle travi. Questo metodo si rivela particolarmente utile non solo nella produzione di connettori in acciaio ma anche nella realizzazione di elementi con forme complesse e strutture come i ponti pedonali.
L’unione di Serie e Personalizzazione
Il Premio tedesco è stato assegnato durante il convegno DASt a Monaco, riconoscendo l’approccio pionieristico di Schmitz. Attraverso l’uso del processo WAAM, è possibile costruire componenti aggiungendo materiale strato su strato in punti specifici. Questo permette la produzione di componenti personalizzati per adattarsi meglio ai carichi specifici di un progetto, a differenza dei profili laminati di serie che, pur essendo efficienti da produrre, hanno una geometria standardizzata e limitata.
La fusione di questi due approcci, la produzione di serie e la personalizzazione attraverso il WAAM, unisce i vantaggi di entrambe le metodologie. L’idea di base di questo studio proviene dal progetto di ricerca A07 del Centro di ricerca collaborativa TRR 277 Additive Manufacturing in Construction (AMC), sostenuto da TU Braunschweig e TU Monaco, e curato dal professor Harald Kloft e Christoph Müller. Per Schmitz, questo progetto ha rappresentato un’opportunità unica per esplorare tecnologie innovative e approfondire la collaborazione interdisciplinare.
Esperimenti e Applicazioni Pratiche
Utilizzando un sistema WAAM guidato da robot, Schmitz ha realizzato cinque prototipi presso l’ITE, conducendo test per ottimizzare il processo di produzione e realizzare rinforzi il più sottili possibile. “Ho proceduto con cautela”, ha dichiarato l’ingegnere, descrivendo il suo metodo come estremamente sperimentale.
Il suo lavoro si è concentrato sull’ottimizzazione del rinforzo dei profili laminati per vari tipi di carico, dimostrando che è possibile scegliere profili di dimensioni minori e rinforzarli localmente dove necessario. Il professor Kloft ha evidenziato il potenziale di questo approccio anche nel miglioramento e rafforzamento delle strutture in acciaio esistenti, contribuendo così alla costruzione circolare.
Riconoscimenti e Futuro
La giuria ha lodato l’approccio di Schmitz per il suo contributo alla sostenibilità e alla collaborazione tra ingegneria e architettura, ricordando storiche collaborazioni come quella tra Pier Luigi Nervi e Gio Ponte. L’approccio di Schmitz promuove un uso più efficiente dei materiali, integrando ecologia, economia, ingegneria e design.
Schmitz, entusiasta del suo contributo alla ricerca sostenibile, ha già presentato i risultati del suo lavoro all’Eurosteel 2023 ad Amsterdam. Con la volontà di esplorare ulteriormente l’interazione tra ingegneria civile e architettura, Schmitz si dedicherà ora allo studio di materiali da costruzione a base di terra presso l’ETH di Zurigo, spostando il suo focus dalla metallurgia a risorse più sostenibili.
