Il programma ACES ( Automated Construction of Expeditionary Structures ) dell’US Army Corps of Engineers è un punto di svolta per la costruzione in aree remote. Il progetto fornirà robuste stampanti 3D per calcestruzzo che possono andare ovunque e stampare (quasi) qualsiasi cosa. Il progetto è iniziato diversi anni fa quando le stampanti per cemento erano agli inizi, ma anche allora era ovvio che i prodotti commerciali non sarebbero stati adatti alle esigenze dell’esercito.
“La nostra priorità era sviluppare una capacità che utilizzasse la tecnologia di stampa 3D per l’uso in un ambiente di spedizione, specificamente adatto a scopi militari” , mi ha detto Megan Kreiger, responsabile del programma per la costruzione additiva presso il Centro di ricerca e sviluppo degli ingegneri dell’esercito . “Ciò significa che deve essere spedito in un container, deve utilizzare materiali locali, deve funzionare in un ambiente sporco e deve essere in grado di subire un pestaggio pur rimanendo affidabile”.
ACES ha prodotto più stampanti lavorando con diversi partner del settore. Ad esempio, ACES Lite è stato realizzato in collaborazione con Caterpillar nell’ambito di un accordo di ricerca e sviluppo cooperativo. Si imballa in un container standard da 20 piedi e può essere installato o smontato in 45 minuti, ha jack integrati per il livellamento rapido e può essere calibrato in pochi secondi, rendendolo più semplice rispetto ad altri dispositivi. Nel complesso la stampante assomiglia a una gru a cavalletto, con una pompa per calcestruzzo, un tubo flessibile e un ugello robotico che stabilisce strati precisi.ACES Lite può essere collegato a qualsiasi betoniera e non solo ai tipi standard dell’esercito. Mentre le stampanti per l’edilizia 3D richiedono in genere malte speciali, ACES è progettato per funzionare con materiali locali. Ciò ha comportato un notevole lavoro con l’utilizzo di aggregati che incorporano calcestruzzo. I risultati sono impressionanti e ACES ha dimostrato come può realizzare baracche, ponti, bunker, barriere o altre strutture quasi premendo un pulsante.Secondo il sito Web di ACES, la stampa 3D può completare una struttura di esempio in un giorno anziché cinque , con un equipaggio di tre anziché otto e con meno spese logistiche. Kreiger osserva che non solo riduce il lavoro, in particolare riduce la necessità di lavoro pesante e massacrante. Il team di costruzione del futuro potrebbe aver bisogno di più cervello che muscoli.
Certamente serviranno cervelli per sfruttare appieno la libertà di progettazione che offre la stampa 3D, che è limitata solo dall’immaginazione.
“Simile a ciò che fa la stampa 3D per la produzione, puoi creare forme complesse molto facilmente con un costo aggiuntivo minimo o nullo”, afferma Kreiger.
Piuttosto che essere vincolato a forme standard, tutto può essere personalizzato su richiesta. Non sei più limitato a un set di blocchi Lego. Se si desidera un isolamento integrato, o un certo spessore di calcestruzzo per la protezione, o una particolare dimensione o forma di apertura, il sistema può farlo. ACES può costruire strutture che sarebbero difficili con i metodi normali: ad esempio, un edificio dimostrativo di caserma stampato in 3D ha pareti curve alla base per resistenza e piatte nella parte superiore.
Anche la qualità costruttiva è nettamente migliore rispetto alle aree remote a volte viste.
“In un ambiente di spedizione, gli edifici sono progettati per soddisfare gli standard statunitensi, tuttavia spesso sono di qualità inferiore a causa di condizioni del campo impreviste, logistica di costruzione e qualità dei materiali in aree remote”, afferma Kreiger.
Con la stampa 3D, tuttavia, tutto può essere realizzato con lo stesso standard elevato. Ciò dovrebbe significare che, oltre ad essere disponibili prima, gli edifici saranno più confortevoli per gli occupanti e più durevoli.
E mentre in precedenza sarebbe stata necessaria un’intera gamma di apparecchiature diverse per costruire strutture diverse (barriere, posti di blocco, ponti), una stampante ACES può fare tutto.
La nuova tecnologia non è magica e, come dice Kreiger, la costruzione stampata in 3D è ancora costruzione. Non fa tutto. Un edificio stampato richiede ancora un tetto e ritocchi finali come qualsiasi altro lavoro di costruzione. Nelle aree con una buona logistica in cui abbondano attrezzature, manodopera e materiali, l’approccio ACES potrebbe essere poco vantaggioso. Ma negli ambienti di spedizione, dove è probabile che tutte queste cose scarseggino, l’ACES potrebbe fare davvero la differenza.
ACES apporterà alcuni vantaggi militari specifici: “ACES fornirà una stampante 3D automatizzata per costruire passaggi, ostacoli e posizioni di protezione della forza utilizzando cemento e altri materiali disponibili localmente a un ritmo che gli avversari non possono eguagliare”, secondo un documento di bilancio .
È probabile che la tecnologia si diffonda rapidamente oltre l’esercito. Chiunque svolga lavori di costruzione in un ambiente difficile, dai soccorsi in caso di catastrofe alla ricerca scientifica, dal turismo alla costruzione di infrastrutture di comunicazione in luoghi remoti, probabilmente ne vedrà i benefici.
Al momento, la tecnologia sembra essere più veloce dell’applicazione. Kreiger osserva che nel mondo civile sono necessari nuovi codici di costruzione in modo che le strutture stampate in 3D possano essere certificate come sicure da usare. E per i militari, si tratta di convertire le persone all’idea che la stampa 3D concreta non sia una tecnica esotica e sconosciuta, ma semplicemente un altro strumento da utilizzare secondo necessità. Sono previste una serie di dimostrazioni, tra cui il primo ponte per veicoli stampato in 3D al mondo, e le prime stampanti ACES saranno probabilmente installate sul campo nel 2022.
