Dalla sperimentazione in cantiere a una struttura aziendale dedicata
Matthäi Schlüsselfertigbau GmbH & Co. KG ha avviato una divisione dedicata alla stampa 3D nel settore delle costruzioni, trasformando l’esperienza maturata durante la realizzazione della propria sede di Selsingen, in Bassa Sassonia, in una competenza destinata a essere utilizzata anche in altri progetti.
La decisione coinvolge anche Matthäi Bauunternehmen GmbH & Co. KG, società della Matthäi-Gruppe con sede a Bremervörde. Le due aziende hanno scelto di investire congiuntamente in un sistema per la stampa 3D del calcestruzzo fornito da PERI 3D Construction GmbH.
Il passaggio è significativo perché Matthäi Schlüsselfertigbau non si limita più a partecipare a un singolo progetto dimostrativo. L’obiettivo è disporre internamente delle attrezzature, delle conoscenze operative e delle procedure necessarie per proporre la produzione additiva come una delle possibili tecniche costruttive nei futuri edifici residenziali, commerciali e industriali.
La nuova divisione dovrà occuparsi non soltanto dell’utilizzo della stampante, ma anche della preparazione digitale dei progetti, della programmazione delle sequenze di deposizione, del coordinamento con progettisti e ingegneri e dell’integrazione delle parti stampate con gli elementi realizzati attraverso metodi convenzionali.
Il ruolo della Matthäi-Gruppe
Matthäi Schlüsselfertigbau GmbH & Co. KG fa parte della Matthäi-Gruppe, gruppo tedesco attivo da oltre novant’anni nei settori delle costruzioni, delle infrastrutture, dell’ingegneria civile, della produzione di materiali, della logistica, della demolizione e del riciclaggio.
La Matthäi-Gruppe conta circa 3.500 dipendenti distribuiti in più di 75 sedi e realizza ogni anno oltre mille progetti. Questa struttura consente a Matthäi Schlüsselfertigbau di accedere a competenze, mezzi e personale appartenenti alle altre società del gruppo.
L’introduzione della stampa 3D si inserisce quindi in un’organizzazione che possiede già esperienza nella gestione dei cantieri, nella produzione e movimentazione dei materiali, nelle opere in calcestruzzo e nella costruzione di edifici chiavi in mano.
Per una tecnologia ancora legata a numerose attività tradizionali, questa integrazione rappresenta un elemento rilevante. La stampante può produrre una parte delle pareti, ma fondazioni, solai, coperture, impianti, infissi, impermeabilizzazioni e finiture continuano a richiedere lavorazioni specializzate.
La sede di Selsingen come progetto di prova
La decisione di creare una divisione dedicata deriva dall’esperienza maturata nella costruzione della nuova sede di Matthäi Schlüsselfertigbau a Selsingen.
Il progetto riguarda un edificio per uffici di due piani, alto circa 7,4 metri, lungo 22,5 metri e profondo 13,5 metri. La superficie utilizzabile complessiva è di 364 metri quadrati: circa 170 metri quadrati al piano terra e 194 metri quadrati al primo piano.
Le pareti dei due livelli sono state prodotte attraverso la deposizione automatizzata di un materiale cementizio, seguendo le geometrie contenute nel modello digitale dell’edificio. Il tempo effettivo di stampa è stato di circa 105 ore, suddivise tra una cinquantina di ore per un piano e circa 55 ore per l’altro.
Il dato delle 105 ore riguarda il funzionamento della stampante e non la durata complessiva del cantiere. Prima della stampa sono state necessarie la preparazione del terreno, la costruzione delle fondazioni e della platea, l’installazione dell’attrezzatura e la verifica del materiale. Dopo la deposizione delle pareti sono proseguiti i lavori per solai, copertura, impianti, serramenti e finiture.
La sede è entrata in uso nel luglio 2026. Il progetto ha permesso a Matthäi Schlüsselfertigbau di valutare la tecnologia in condizioni operative, osservando la gestione del materiale, le pause di stampa, la precisione geometrica, il coordinamento tra le squadre e l’inserimento della macchina nella normale organizzazione di un cantiere.
Le aziende che hanno partecipato al progetto
La realizzazione della sede ha coinvolto più imprese con responsabilità differenti.
Matthäi Schlüsselfertigbau GmbH & Co. KG ha svolto il ruolo di impresa costruttrice e committente dell’edificio. Una squadra interna dell’azienda è stata formata per gestire direttamente la stampante e le operazioni collegate alla produzione delle pareti.
PERI 3D Construction GmbH ha fornito la soluzione tecnologica, la formazione degli operatori e l’assistenza durante la fase di stampa. Dopo le attività formative svolte nella sede di PERI 3D Construction a Weißenhorn e nel cantiere di Selsingen, il personale di Matthäi Schlüsselfertigbau ha potuto condurre il progetto con un livello elevato di autonomia. Un supervisore di PERI 3D Construction è rimasto disponibile per le questioni tecniche e operative.
La macchina utilizzata appartiene alla famiglia BOD2 sviluppata da COBOD International A/S, azienda danese specializzata in sistemi a portale per la stampa 3D di edifici.
Holcim Deutschland ha fornito TectorPrint 3D, il materiale cementizio formulato per essere pompato, estruso e depositato in strati sovrapposti.
La progettazione architettonica è stata curata da Schulenburg Architekten. Mense-Korte GmbH e Ingenieurbüro Schiessl Gehlen Sodeikat GmbH hanno partecipato alle attività di progettazione e ingegnerizzazione necessarie per trasformare il progetto architettonico in un edificio stampabile e strutturalmente verificabile.
La collaborazione tra queste aziende mostra che la stampa 3D in edilizia non è un processo isolato. Richiede il coordinamento tra produttore della macchina, fornitore del sistema, impresa, progettisti, ingegneri e produttore del materiale.
Il sistema COBOD BOD2 scelto da Matthäi
Il nuovo investimento di Matthäi Bauunternehmen e Matthäi Schlüsselfertigbau è basato su una stampante COBOD BOD2 fornita attraverso PERI 3D Construction.
Il sistema ordinato viene descritto con la configurazione modulare 6-10-4. Secondo i dati comunicati da PERI 3D Construction, questa configurazione permette di operare in un’area di stampa larga circa 13,5 metri, lunga 24 metri e alta 9 metri.
La BOD2 è una stampante a portale. La struttura è composta da colonne verticali e travi orizzontali sulle quali si muove la testa di deposizione. Il materiale viene preparato e trasferito attraverso tubazioni fino all’ugello, che segue il percorso definito dal software.
L’architettura modulare consente di adattare le dimensioni della macchina alle esigenze del progetto. Aumentando il numero di moduli è possibile ampliare la lunghezza, la larghezza o l’altezza dell’area di lavoro.
La macchina non stampa un edificio completo in un solo passaggio. Produce soprattutto le pareti e altri elementi verticali compatibili con il processo di estrusione. Durante la deposizione devono essere predisposti gli spazi per porte, finestre, impianti e collegamenti strutturali.
In base al progetto, le cavità presenti nelle pareti possono essere utilizzate per collocare armature, isolanti, canalizzazioni o getti integrativi. Le modalità cambiano in funzione delle prestazioni statiche, termiche e acustiche richieste.
Dal modello digitale alla parete fisica
Il processo inizia con un modello tridimensionale dell’edificio. Il progetto architettonico deve essere adattato alle caratteristiche della stampante e alle proprietà del materiale.
Le geometrie vengono suddivise in strati digitali. Il software genera quindi il percorso che la testa di stampa dovrà seguire per depositare il materiale. Questo passaggio, paragonabile allo slicing impiegato nelle stampanti 3D industriali, deve considerare la larghezza del cordolo, l’altezza di ogni strato, la velocità dell’ugello e il tempo che trascorre tra una deposizione e quella successiva.
Il materiale deve uscire dall’ugello con continuità e mantenere una forma regolare. Ogni strato deve essere abbastanza stabile da sostenere il peso di quelli depositati sopra, ma deve anche aderire allo strato precedente.
Un materiale troppo fluido potrebbe deformarsi dopo la deposizione. Un materiale che indurisce troppo in fretta potrebbe creare problemi nelle tubazioni o ridurre l’adesione tra gli strati. Per questo motivo il comportamento del composto viene controllato durante l’intera fase di stampa.
Anche le condizioni del cantiere influenzano il risultato. Temperatura, vento, esposizione al sole, umidità e durata delle interruzioni possono modificare la velocità di presa e l’adesione tra gli strati.
Il materiale TectorPrint 3D di Holcim Deutschland
Per le pareti della sede di Selsingen è stato utilizzato TectorPrint 3D di Holcim Deutschland.
TectorPrint 3D è una famiglia di malte secche e additivi complementari sviluppata per le applicazioni di stampa 3D. Il composto contiene gli ingredienti necessari alla preparazione del materiale e viene miscelato con acqua prima di essere pompato verso la testa di deposizione.
Il materiale deve possedere caratteristiche differenti da quelle richieste a una normale malta da costruzione. Durante il pompaggio deve scorrere all’interno del sistema senza separarsi o bloccare le tubazioni. Dopo essere uscito dall’ugello deve mantenere la sezione prevista e sopportare il peso degli strati successivi.
Holcim Deutschland descrive TectorPrint 3D come un prodotto formulato per ridurre il ritiro e il rischio di fessurazione, mantenendo tempi di lavorabilità compatibili con le operazioni di stampa.
La scelta del materiale deve essere coordinata con la velocità della macchina, la forma dell’ugello, la lunghezza delle tubazioni e il numero di strati da produrre. Non è quindi sufficiente utilizzare una miscela cementizia generica: macchina, materiale e parametri di processo devono funzionare come un sistema integrato.
La formazione degli operatori di Matthäi Schlüsselfertigbau
Uno degli obiettivi principali del progetto di Selsingen era trasferire le competenze al personale di Matthäi Schlüsselfertigbau.
Prima dell’avvio dei lavori, PERI 3D Construction ha organizzato attività di formazione dedicate al funzionamento della stampante, alla preparazione del materiale e alla gestione delle principali procedure di cantiere.
Gli operatori hanno dovuto imparare a montare e calibrare il sistema, verificare l’allineamento del portale, controllare l’alimentazione della malta e intervenire in caso di variazioni nel flusso.
La formazione comprende anche la lettura dei dati della macchina, la gestione delle interruzioni e il controllo visivo degli strati. Durante la stampa, infatti, devono essere individuati difetti come discontinuità, deformazioni, variazioni di larghezza o problemi di adesione.
Con l’acquisto di un sistema proprio, queste competenze possono essere mantenute all’interno della Matthäi-Gruppe e trasferite a nuovi operatori. L’azienda può inoltre utilizzare la macchina per eseguire prove, sviluppare procedure e adattare i progetti senza dipendere ogni volta dal noleggio temporaneo dell’attrezzatura.
Perché creare una divisione interna
Una divisione aziendale dedicata consente a Matthäi Schlüsselfertigbau e Matthäi Bauunternehmen di gestire la stampa 3D come una capacità produttiva, anziché come un servizio occasionale.
La disponibilità diretta della macchina permette di programmare le attività in funzione dei propri cantieri, valutare progetti con geometrie differenti e accumulare dati sui tempi, sui costi e sul consumo di materiale.
L’azienda potrà esaminare quali tipologie di edifici offrono le condizioni più adatte. Pareti curve, forme personalizzate e costruzioni con numerose varianti possono trarre maggiore beneficio dalla deposizione digitale rispetto a strutture composte soltanto da elementi rettilinei e ripetitivi.
La stampa 3D può ridurre l’impiego di casseforme per le porzioni prodotte dalla macchina. Può inoltre limitare alcune lavorazioni manuali legate alla costruzione delle pareti e consentire una distribuzione del materiale più controllata.
Questi vantaggi devono essere verificati progetto per progetto. I costi di trasporto e montaggio della stampante, la preparazione digitale, il materiale, la formazione e l’assistenza possono incidere sul risultato economico. La convenienza dipende quindi dalle dimensioni dell’edificio, dalla complessità geometrica e dalla continuità di utilizzo dell’attrezzatura.
Che cosa resta fuori dal processo di stampa
La definizione di “edificio stampato in 3D” può creare l’impressione che l’intera costruzione venga prodotta automaticamente. Nel caso di Selsingen, la macchina ha realizzato le pareti dei due piani, mentre fondazioni, platea, solai e tetto sono stati costruiti con metodi convenzionali.
Anche l’installazione degli impianti elettrici, idraulici e di ventilazione richiede attività separate. Lo stesso vale per serramenti, isolamento, rivestimenti, pavimenti e finiture interne.
Le armature rappresentano uno degli aspetti tecnici più complessi. Il calcestruzzo tradizionale utilizza barre o reti in acciaio per sopportare gli sforzi di trazione. L’integrazione automatica di queste armature durante la stampa non è ancora una soluzione standard per tutte le applicazioni.
In molti progetti vengono utilizzate armature installate prima o durante la deposizione, cavità riempite successivamente oppure elementi strutturali aggiuntivi. La soluzione deve essere definita dagli ingegneri in base ai carichi e alle normative applicabili.
I vantaggi ambientali devono essere misurati sull’intero edificio
La stampa 3D viene associata alla possibilità di utilizzare il materiale in modo più selettivo, ridurre le casseforme e limitare parte degli scarti di cantiere.
Questi elementi possono contribuire a diminuire il consumo di risorse, ma non garantiscono da soli una minore impronta ambientale. Il risultato dipende dalla composizione del materiale, dalla quantità di legante cementizio, dalla geometria delle pareti, dalla durata dell’edificio e dalle lavorazioni convenzionali ancora necessarie.
La valutazione dovrebbe quindi considerare l’intero ciclo di vita dell’opera, compresa la produzione del materiale, il trasporto, l’energia utilizzata dalla macchina, la manutenzione e la gestione dell’edificio al termine dell’impiego.
Per Matthäi Schlüsselfertigbau, la disponibilità di un sistema interno può servire anche a raccogliere dati reali e confrontare le soluzioni stampate con quelle realizzate mediante muratura, prefabbricazione o getto in opera.
Le prospettive per Matthäi, PERI e COBOD
La creazione della divisione rafforza il rapporto tra Matthäi Schlüsselfertigbau, Matthäi Bauunternehmen e PERI 3D Construction.
PERI 3D Construction continuerà a fornire assistenza tecnica, conoscenze di processo e servizi legati al sistema. COBOD International rimane il produttore della piattaforma BOD2 utilizzata come base della nuova capacità produttiva.
Per Matthäi, il passaggio da un progetto realizzato con una soluzione a noleggio a una stampante propria indica l’intenzione di utilizzare il processo in modo continuativo. La macchina potrà essere impiegata in progetti della Matthäi-Gruppe oppure in lavori commissionati da clienti esterni.
L’avvio della divisione non definisce ancora un catalogo di edifici o un volume annuo di produzione. Non sono stati comunicati obiettivi economici dettagliati né un elenco dei primi cantieri che utilizzeranno il nuovo sistema.
Il risultato più concreto è la costruzione di una competenza interna: progettisti, ingegneri e operatori potranno lavorare insieme fin dalle prime fasi, valutando se la stampa 3D offre un vantaggio tecnico ed economico per lo specifico edificio.
La sede di Selsingen ha svolto la funzione di progetto pilota. La nuova divisione dovrà ora dimostrare se la stessa tecnologia può essere inserita con continuità nei normali processi della Matthäi-Gruppe, rispettando tempi, costi, prestazioni strutturali e requisiti normativi.
Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI)
