Nel Regno Unito una nuova fabbrica stamperà in 3D componenti in calcestruzzo per infrastrutture
La stampa 3D nel settore delle costruzioni viene spesso raccontata attraverso case dimostrative, pareti curve e piccoli edifici realizzati come prova tecnologica. Il progetto Forge I, in sviluppo a Flixborough, vicino a Scunthorpe, nel North Lincolnshire, sposta però l’attenzione su un tema diverso: non stampare un edificio intero, ma produrre in fabbrica componenti ripetibili per infrastrutture, pronti per essere spediti e installati in cantiere.
L’iniziativa è guidata da Hyperion Robotics, azienda con sede in Finlandia specializzata in progettazione computazionale, robotica e produzione additiva del calcestruzzo. Il partner industriale è LKAB Minerals, società svedese che fornirà sia il sito produttivo sia gli input minerali a basse emissioni destinati alle miscele cementizie. La fabbrica, chiamata Forge I, dovrà diventare la principale base produttiva britannica di Hyperion Robotics e il primo impiego della sua piattaforma automatizzata Forge nel Regno Unito.
Da cantiere a fabbrica: perché questo progetto è diverso
La costruzione tradizionale di fondazioni in calcestruzzo richiede casseforme, armature, getto, tempi di maturazione, trasporto di materiali e molte attività manuali in cantiere. Con Forge I, Hyperion Robotics punta a spostare una parte di questo lavoro in un ambiente controllato, usando robot, progettazione digitale e processi automatizzati.
Questo cambio di impostazione è importante perché le fondazioni sono componenti poco visibili, ma molto presenti in progetti per energia, acqua, utility e data center. Sono parti ripetitive, costose, spesso pesanti e soggette a vincoli di installazione. Se si riesce a produrle in modo più leggero, controllato e standardizzabile, la stampa 3D del calcestruzzo può trovare un’applicazione più concreta rispetto ai soli prototipi architettonici.
Forge I sarà inizialmente focalizzata su fondazioni prefabbricate per settori come energia, acqua, data center e utility. Secondo Hyperion Robotics, l’impianto avrà capacità superiore a 50 unità di fondazione alla settimana, con componenti che possono arrivare a 3 metri per 3 metri di impronta a terra e 2,5 metri di altezza. Le unità saranno progettate per rispettare gli Eurocodici e avere marcatura CE, due aspetti essenziali se l’obiettivo è entrare in infrastrutture reali e non restare nella sperimentazione.
Il ruolo di Hyperion Robotics e LKAB Minerals
Hyperion Robotics porta nel progetto la parte digitale e robotica: progettazione computazionale, ottimizzazione geometrica, automazione e stampa 3D del calcestruzzo. L’idea è usare il materiale solo dove serve davvero dal punto di vista strutturale, riducendo masse inutili, casseforme e lavorazioni in cantiere.
LKAB Minerals entra invece nella catena del valore come fornitore del sito e degli input minerali per il calcestruzzo. Questo punto è rilevante perché la sostenibilità del processo non dipende solo dal robot che deposita il materiale, ma anche dalla miscela, dalla logistica, dalla quantità di materiale usato e dalla possibilità di garantire una fornitura stabile nel Regno Unito. Hyperion descrive la collaborazione come un modello integrato, in cui materie prime, progettazione digitale e produzione robotizzata vengono collegate nello stesso impianto.
La sede di Flixborough è pensata anche come base per crescere nel mercato britannico. Hyperion Robotics indica circa 10 ruoli qualificati nella fase iniziale, con competenze legate a manifattura avanzata, robotica e produzione digitale. L’azienda ha già lavorato nel Regno Unito e in Europa con clienti come National Grid, Yorkshire Water, Welsh Water e Mott MacDonald Bentley.
Perché stampare fondazioni invece di stamparle con casseforme
Il vantaggio della stampa 3D del calcestruzzo non è “fare forme strane”. Nel caso delle infrastrutture, il punto è più pratico: ridurre materiale, ridurre trasporti, eliminare o limitare le casseforme, produrre fuori sito e portare in cantiere elementi già controllati.
Una fondazione tradizionale tende spesso a essere progettata come volume pieno o quasi pieno, con margini strutturali e forme dettate anche dalla semplicità costruttiva. La stampa 3D permette invece di distribuire il materiale in modo più mirato, con geometrie che seguono meglio i carichi. Questo può ridurre peso, cemento, scavi e movimentazioni.
Hyperion Robotics sostiene che il proprio approccio alle fondazioni possa ridurre le emissioni fino al 70%, usare il 75% di materiale in meno e tagliare il consumo energetico del 67% per struttura. Sono dati dichiarati dall’azienda e vanno letti nel contesto delle specifiche applicazioni, ma spiegano bene perché il tema interessa utility e infrastrutture: il risparmio non riguarda solo la fase di stampa, ma l’intera catena che va dal progetto al cantiere.
Il primo cliente noto: Costain e il progetto East Coast Cluster
Il progetto Forge I non nasce senza un’applicazione concreta. Costain, società britannica attiva nelle infrastrutture, insieme a A E Yates, specialista in ingegneria civile e strutturale, ha coinvolto Hyperion Robotics per produrre supporti in calcestruzzo a basse emissioni destinati a un progetto dell’East Coast Cluster nel Teesside.
L’intervento riguarda il sistema onshore di raccolta della CO₂ della Northern Endurance Partnership, infrastruttura che dovrà supportare progetti di cattura del carbonio nell’area di Teesside. Costain è delivery partner della Northern Endurance Partnership, mentre A E Yates fornisce servizi di ingegneria civile. Hyperion Robotics produrrà circa 90 basi di supporto per tubazioni, chiamate anche sleepers, lungo 1,3 km di condotte onshore per il trasporto della CO₂.
Qui la stampa 3D non viene proposta come esperimento isolato, ma come soluzione per un’infrastruttura legata alla cattura e allo stoccaggio della CO₂. I supporti stampati in 3D dovranno sostenere tubazioni industriali, quindi devono rispondere a requisiti di resistenza, sicurezza, installazione e conformità. Secondo Costain e Hyperion, rispetto a soluzioni prefabbricate tradizionali, questa impostazione può ridurre scavo, uso di calcestruzzo e acciaio del 40%, con un taglio delle emissioni fino al 50%; viene inoltre indicato un peso fino al 60% inferiore e una resistenza fino a dieci volte maggiore rispetto a strutture tradizionali, grazie a una base sottile e rinforzata.
Meno casseforme, meno peso, più controllo
Uno dei passaggi più interessanti è l’eliminazione della cassaforma. Nella prefabbricazione classica, la forma del pezzo richiede stampi o casseforme, che hanno un costo e condizionano la geometria. Se il componente cambia, spesso cambia anche l’attrezzatura. Con la stampa 3D robotizzata, la geometria può essere modificata in ambiente digitale e trasferita al sistema produttivo senza realizzare ogni volta un nuovo stampo.
Questo non significa che il processo diventi automatico in senso banale. Servono calcolo strutturale, controllo della miscela, gestione della deposizione, armature o rinforzi quando necessari, verifiche dimensionali e collaudi. Però il principio è chiaro: il robot deposita materiale dove serve, seguendo una geometria definita dal progetto, mentre la fabbrica offre un ambiente più controllato rispetto al cantiere aperto.
Per elementi come fondazioni, supporti per tubazioni, basi per apparecchiature elettriche o infrastrutture energetiche, questa logica può essere più adatta rispetto alla stampa di edifici interi. Sono componenti seriali, hanno funzioni chiare, vengono ripetuti in molti progetti e possono essere certificati in modo più ordinato.
Il precedente con National Grid e University of Sheffield
Forge I arriva dopo prove già avviate nel settore energetico. National Grid ha collaborato con Hyperion Robotics e University of Sheffield per produrre, installare e testare fondazioni in calcestruzzo stampate in 3D per sottostazioni elettriche. La prova è stata annunciata come una prima applicazione britannica di questo tipo nel settore delle sottostazioni a basse emissioni.
Secondo National Grid, se la soluzione venisse adottata nelle proprie sottostazioni, potrebbe risparmiare fino a 705 tonnellate di calcestruzzo, 323 tonnellate di CO₂ e 1,7 milioni di sterline rispetto ai metodi tradizionali su un periodo di dieci anni. Il progetto indica anche riduzioni del 70% nell’uso di calcestruzzo, 80% nello spostamento del terreno, 65% nelle emissioni incorporate, 70% nel peso e 50% nelle ore operative in sito.
La parte di test strutturale è importante. Le fondazioni progettate da Hyperion Robotics sono state destinate a prove a scala reale presso l’University of Sheffield, con ulteriori test presso il Deeside Centre for Innovation di National Grid in Galles del Nord. Questo percorso mostra che, per entrare nelle infrastrutture, la stampa 3D del calcestruzzo deve passare da dimostrazione tecnica a validazione ingegneristica.
Il tema del carbonio: perché il calcestruzzo è al centro della discussione
Il calcestruzzo resta uno dei materiali più usati al mondo, ma il suo impatto ambientale è elevato soprattutto a causa del cemento, il suo legante principale. La Global Cement and Concrete Association indica che cemento e calcestruzzo sono responsabili di circa il 7% delle emissioni globali di CO₂.
Per questo le soluzioni che riducono il volume di materiale, usano leganti o input minerali a minore impronta carbonica, limitano trasporti e migliorano la logistica di cantiere possono avere un peso rilevante. La stampa 3D del calcestruzzo non elimina da sola il problema delle emissioni, ma può intervenire su una parte concreta: usare meno materiale e progettare elementi più efficienti dal punto di vista strutturale.
Nel caso di Forge I, la sostenibilità viene affrontata su più livelli: materiali forniti da LKAB Minerals, progettazione computazionale di Hyperion Robotics, produzione fuori sito, automazione, riduzione del lavoro in cantiere e possibilità di portare al sito elementi già pronti per l’installazione.
Perché la produzione fuori sito può interessare le infrastrutture
Nel settore edilizio si parla spesso di stampa 3D direttamente in cantiere. Per molte infrastrutture, però, la produzione fuori sito può essere più sensata. Una fabbrica permette di controllare temperatura, materiali, attrezzature, qualità, sicurezza e sequenza produttiva. Il cantiere riceve componenti pronti, riducendo attività sul posto e dipendenza da condizioni meteo, disponibilità di manodopera e spazio operativo.
Hyperion Robotics punta proprio su questo modello: produrre fondazioni in un hub industriale e distribuirle dove servono. Per settori come energia, acqua, data center e reti di servizio, la ripetibilità è un vantaggio. Un operatore non deve progettare ogni volta una fondazione da zero se può lavorare su famiglie di componenti adattabili, certificate e prodotte con processi controllati.
Questo spiega perché Forge I può essere più interessante di una singola casa stampata in 3D. La fabbrica non serve a dimostrare che un robot può depositare calcestruzzo, ma a creare una catena produttiva capace di servire più cantieri.
Una possibile evoluzione per la stampa 3D nelle costruzioni
La stampa 3D del calcestruzzo ha attraversato una fase in cui l’attenzione era concentrata soprattutto sull’effetto visivo: pareti stampate, geometrie curve, case dimostrative, video con ugelli in movimento. Forge I indica una strada meno spettacolare, ma più vicina alla produzione industriale: componenti infrastrutturali ripetitivi, controllati, progettati per ridurre materiale e installati in cantieri reali.
Le aziende coinvolte sono diverse e ciascuna ha un ruolo preciso. Hyperion Robotics sviluppa e gestisce la piattaforma digitale e robotica. LKAB Minerals fornisce il sito e i materiali minerali. Costain e A E Yates portano il primo impiego noto nel progetto East Coast Cluster. Northern Endurance Partnership è collegata all’infrastruttura di trasporto e stoccaggio della CO₂ nel Teesside. National Grid e University of Sheffield hanno contribuito a validare il percorso delle fondazioni stampate in 3D per sottostazioni.
Forge I non va letta come una semplice fabbrica con un robot per il calcestruzzo. Il punto è la trasformazione di un componente tradizionale — la fondazione — in un prodotto industriale progettato digitalmente, stampato in 3D, controllato in fabbrica e consegnato al cantiere pronto per l’installazione.
Per la stampa 3D nelle costruzioni, il caso Hyperion Robotics e LKAB Minerals è importante perché guarda a settori dove la ripetizione conta: energia, acqua, utility, data center e infrastrutture per la transizione energetica. Il primo impiego con Costain e A E Yates nel progetto East Coast Cluster aggiunge una dimensione concreta: non solo capacità produttiva, ma componenti destinati a un’opera reale.
La stampa 3D del calcestruzzo non sostituirà ogni metodo costruttivo. Può però diventare una tecnologia utile quando geometria ottimizzata, riduzione del materiale, produzione fuori sito e controllo della qualità portano vantaggi misurabili. In questo senso Forge I è un segnale chiaro: il futuro della stampa 3D nel calcestruzzo potrebbe non essere la casa stampata una volta sola, ma la produzione continua di componenti infrastrutturali progettati per essere più leggeri, più efficienti e più facili da installare.
