ORNL indaga sulle potenzialità degli stampi in polimero 3D come sostituti del legno per le costruzioni
L’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) sta sondando l’opportunità di utilizzare stampi in compositi polimerici prodotti mediante tecnologia di stampa 3D per le applicazioni di calcestruzzo prefabbricato. In confronto alle tradizionali tecniche costruttive con forme di legno, questi nuovi metodi si rivelano sia economicamente vantaggiosi che ambientalmente amichevoli. L’accento è posto sulla diminuzione dell’uso di energia e sulla limitazione delle emissioni di CO2.
Dettagli dello studio ORNL sulle forme di calcestruzzo 3D
Mentre le forme di legno tradizionali necessitano di un’ampia maestria e competenza, gli stampi creati con la stampa 3D utilizzando compositi polimerici offrono una soluzione innovativa. Oltre a fornire vantaggi economici, la stampa 3D contribuisce anche alla riduzione dei consumi energetici e delle emissioni di CO2. Le ricerche future si concentreranno sulle potenzialità di riciclo di questi stampi.
L’Oak Ridge National Laboratory ha effettuato un confronto dettagliato tra le emissioni di carbonio, i costi e l’analisi del ciclo di vita degli stampi prefabbricati in calcestruzzo prodotti con tecnologie di stampa 3D e quelli in legno. Queste rivelazioni potrebbero trasformare la metodologia adottata dai costruttori nella formazione del calcestruzzo.
Benefici della stampa 3D nella costruzione
Un prototipo di stampo in composito polimerico creato con la stampa 3D da ORNL è stato impiegato nella produzione di componenti prefabbricate in calcestruzzo per un edificio situato a New York. Gli scienziati hanno condotto un’analisi tecnica ed economica, esaltando i benefici di tali stampi rispetto a quelli in legno.
Il calcestruzzo prefabbricato ha da sempre rivestito un ruolo cruciale nel mondo delle costruzioni. Tipicamente, viene colato in stampi, che vengono poi riutilizzati. Per lungo tempo, questi stampi sono stati realizzati in legno, richiedendo competenze specialistiche. Ora, con l’avanzamento della stampa 3D, è emersa una promettente alternativa: stampi fabbricati con compositi polimerici rinforzati.
Kristina Armstrong, ricercatrice presso ORNL, ha condiviso le sue riflessioni:
“Abbiamo formulato un modello che contrappone i costi legati ai due approcci, esaminando le spese legate ai materiali, alle macchinari, all’energia e alla forza lavoro. La tecnologia di stampa 3D offre la possibilità di creare forme intricate in tempi ridotti e i materiali compositi possono essere riciclati. Questo si traduce in costi ridotti quando tali stampi sono riutilizzati per componenti in calcestruzzo prefabbricato”.
I risultati dello studio sono dettagliatamente illustrati nel report intitolato “Costo del ciclo di vita, energia ed emissioni di carbonio degli stampi per calcestruzzo prefabbricato: esaminare gli effetti delle scelte dei materiali e della produzione additiva”.
Impatti ambientali positivi
Uno degli aspetti più notevoli degli stampi prodotti con stampa 3D è la loro capacità di ridurre il consumo energetico e le emissioni di CO2 attraverso un design ottimizzato. È previsto che le ricerche future si concentreranno sulla valutazione dell’impatto ambientale del loro riciclaggio.
