Il robot giapponese che costruzione in 3D del MIT & Neri Oxman produce una cupola di diametro di 50 metri
Un gruppo di ricercatori del MIT che include membri del gruppo Mediate Matter di Neri Oxman ha sviluppato un sistema robotizzato per stampa 3d di edifici e di altre grandi strutture. Il braccio robotico del sistema può stampare stampi in schiuma in poliuretano stampato in 3D che può poi essere riempito con il calcestruzzo.
Il problema con la produzione di additivi da costruzione, che è un fenomeno relativamente recente, è che spesso è difficile capire per chi è il vero affare. Hai davvero stampato un edificio in 3D? E se è così, posso davvero viverci dentro? È stato un processo efficace, o ti è costato migliaia di dollari per trasportare le parti stampate 3D nel cantiere? Queste sono tutte questioni importanti da porre e un numero sorprendente di aziende che si impegnano nella stampa 3d sempre non sono in grado di rispondere positivamente.
Ecco perché è particolarmente emozionante quando si sente un progetto “3D stampato” che coinvolge nomi come MIT – una delle migliori università del mondo – e Neri Oxman, esperto di stampa multidisciplinare 3D e una delle donne più importanti nel mondo della stampa 3d.
Oxman, insieme ad alcuni altri ricercatori delMIT, ha recentemente sviluppato un veicolo cingolato dotato di un enorme braccio robotizzato industriale che potrebbe rappresentare il futuro della stampa 3D di costruzione.
Il braccio grande del veicolo dispone di un altro braccio robotico di precisione, che può essere dotato di diversi tipi di ugelli di estrusione. E poiché l’estrusore può essere spostato liberamente dai due bracci robotici, il volume di costruzione del sistema è molto più grande di qualsiasi stampante 3D chiusa.
Il sistema è descritto su Science Robotics in un documento firmato da Steven Keating, Julian Leland, Levi Cai e Oxman – tutti i membri passati o presenti del gruppo di ricerca di Oxman’s Mediated Matter.
Per dimostrare la funzione dell’impressionante nuovo sistema di stampa 3D, i ricercatori hanno utilizzato una versione prototipale per costruire le pareti di una cupola di 50 metri di diametro e 12 piedi di altezza, il più grande edificio mai stampato in 3D da un robot mobile. Sorprendentemente, questa struttura è stata eretta in meno di 14 ore di stampa.
Piuttosto che estrudere il calcestruzzo, la stampante 3D articolata dei ricercatori MIT è stata effettivamente utilizzata per la fabbricazione di stampi in schiuma di poliuretano, che sono stati quindi riempiti di calcestruzzo. Questo metodo è simile alle normali tecniche di falegnameria in calcestruzzo isolato, anche se il processo di stampa a stampo potrebbe potenzialmente consentire alle imprese di costruzione di creare edifici in modi nuovi ed inusuali.
Una delle parti più interessanti del sistema di stampa 3D, però, non ha nulla a che fare con ciò che puoi realmente costruire con esso. Il sistema di stampa 3D è progettato per essere totalmente autosufficiente. Ciò significa che il sistema potenzialmente potrebbe fabbricare edifici completamente senza equipaggio.
Keating, un dottorato di ingegneria meccanica e ex affiliata di ricerca nel gruppo Mediated Matter, afferma che l’obiettivo del gruppo è “in futuro, avere qualcosa di totalmente autonomo, che potresti mandare sulla luna o Marte o l’Antartide e andrebbe fuori da solo a costruire questi edifici per anni. “La stampante potrebbe anche essere utilizzata in aree remote e nel mondo in via di sviluppo per fornire sollievo da disastri sotto forma di ripiani stampati in 3D.
Questo è il piano a lungo termine, ma i ricercatori dicono che il sistema di stampa 3D di costruzione robotica potrebbe anche essere utilizzato subito nei cantieri. “Possiamo sostituire una delle parti fondamentali di un edificio adesso”, ha detto Keating.
Secondo gli esperti del MIT, il loro sistema di stampa 3D ha alcuni trucchi più sulla sua manica che potrebbe essere utilizzato per rendere il processo di fabbricazione di edifici il più efficiente possibile. I ricercatori hanno sviluppato qualcosa che chiamano una piattaforma di costruzione digitale (DCP), un sistema per identificare i requisiti specifici di una struttura in base alla sua posizione, orientamento e finalità.
Questo sistema consentirebbe alle aziende costruttrici di adattare il design di un edificio basato su determinati fattori importanti. Ad esempio, il sistema potrebbe essere utilizzato per creare un edificio le cui pareti sono più sottili al di sopra del fondo, a seconda dei requisiti di carico. Gli edifici potrebbero avere anche pareti più spesse sul lato più probabile per affrontare venti freddi.
Oxman, che ha grandi speranze per il futuro della stampa 3D, afferma che il progetto di costruzione 3D di stampa “sfida le tipologie di edifici tradizionali come muri, pavimenti o finestre e propone che un singolo sistema possa essere fabbricato usando il DCP che può variare le sue proprietà continuamente per creare elementi murali che si fondono continuamente nelle finestre “. Anche se il sistema di stampa 3D è stato testato con materiale a schiuma, variando i suoi ugelli potrebbe consentire agli utenti di stampare sostanze completamente diverse o anche mescolare insieme diversi materiali durante la stampa. Per questo, una singola macchina potrebbe essere utilizzata per fabbricare sia le parti interne che esterne di un edificio. Il cablaggio e il plumping potrebbero anche essere incorporati nella struttura mentre vengono stampati, inoltre la stampante è anche in grado di stampare forme e sovrapposizioni complesse.
I ricercatori del MIT sostengono che la loro nuova tecnica potrebbe essere utilizzata per costruire edifici più velocemente e più economicamente rispetto ai metodi attuali inoltre risulterebbero anche più sicuri. Questo, però, è solo una parte del vantaggio della nuova tecnologia: “renderlo più veloce, migliore e più economico è una cosa”, ha detto Oxman. “Ma la capacità di progettare e costruire in forma digitale le strutture multifunzionali in una sola costruzione incarna un passaggio dall’età della macchina all’età biologica: da considerare l’edificio come una macchina fissa , fatta di parti standardizzate, all’edificio come un organismo, Che è computazionalemente coltivato, additivamente prodotto e possibilmente biologicamente aumentato. “Il nostro sistema mette in evidenza una visione futura della costruzione digitale che consente nuove possibilità sul nostro pianeta e oltre”.
