Architettura: la Stampa a casa con una stampante 3D — realtà? (12 photos)

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La stampa 3D è uno dei più parlato di tecnologia dell’ultimo decennio. Alcuni lo vedono come l’inizio di una terza rivoluzione industriale, altri più inclini a vedere i difetti. Così come reale è la stampa di case su una stampante 3D? In questo articolo parleremo di livello di sviluppo della stampa 3D in diversi paesi e vediamo sulle fragili padiglioni di materiale composito in Cina; pilastri di cemento in Italia, ispirati architettura classica, e «pensanti» casa in Germania.

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Che cosa è 3D distampa?La tecnologia di stampa 3D ha inventato un ingegnere americano, Chuck Hull (Chuck Hull). Ha brevettato questo processo nel 1986 e prima lo ha chiamato stereolitografia. Il metodo suggerito un collegamento molecole con l’aiuto del laser per la trasformazione di polimeri in forme solide.

La prima applicazione della stampa 3D ha trovato nel settore automobilistico — con il suo aiuto, hanno iniziato a fare i cosiddetti «prototipi rapidi». Il vantaggio principale della tecnologia consisteva nel fatto che d’ora in poi, non c’era bisogno di modellatura di forma, che ha ridotto i costi di progettazione. Inoltre, rispetto al выпиливанием prototipo in legno, è diventato molto meno rifiuti, perché prima di tutto il restante materiale dovuto smaltire. La stampante 3D gli oggetti vengono stampati a strati, in qualcosa ripetendo l’idea di una stampa a getto d’inchiostro su carta. Solo il processo viene ripetuto un sacco di volte, e invece di inchiostro recuperano più solido materiale. Con un piccolo spostamento tra gli strati appare il volume, o, come oggi si suol dire, l’effetto 3D.

Materiali di stampa 3D sono utilizzati diversi da resine sintetiche e plastica (più spesso) fino in acciaio e calcestruzzo. Oggi compatte modello di stampanti 3D sempre più spesso appaiono in studi di design, scuole e anche in case private.

L’applicazione su larga scala 3Ddi stampa in Cina
La cina è un paese dove un eccellente grado è considerato un segno di progresso in tutti i settori della vita. Quindi non c’è nulla di sorprendente nel fatto che il più grande oggetto architettonico, realizzato con una stampante 3D, è apparso proprio in questo paese. Padiglione «Vulcano» (nella foto) è stato aperto al pubblico nel 2015 durante la Beijing design week (Beijing Design Week 2015). Gli autori del progetto sono stati gli architetti Xu Feng (Xu Feng) e Yu Lei (Yu Lei). Naturalmente, il padiglione lunghezza 8,08 m e un’altezza di 2,88 m è stato stampato non in una sola volta. In realtà il suo raccolto da 1023 singole parti, ognuna delle quali è stato stampato con una stampante 3D.

Anche se questo risultato e cadde nel «Guinness dei primati», ha anche rivelato che il campo di applicazione della stampa 3D è ancora molto limitato. Per creare una casa in 3D, stampante, la stampante deve essere un gigante o, almeno, essere in grado di guidare lungo appositamente costruiti ponteggi. Scala — ecco il motivo per cui la stampa 3D è ancora in fase di sviluppo in tutto ciò che riguarda l’architettura.

Come stampare tutta la casa
E tuttavia a Amsterdam gli esperti della società DUS Architects in questo momento, strato per strato, scrivono casa sotto il nome di Canal House. Il completamento del progetto è prevista per il 2017.

«Anche in Cina già scrivono interi su una stampante a casa, — dice il dottor Jane Barry, professore associato del laboratorio di Spatial Information Architecture Laboratory al royal Melbourne university of technology. — Anche se in questa fase sono ancora un aspetto umido». Lei ha in mente un progetto Winsun, che già ha stampato un paio di cemento delle case in Cina. Questo progetto è spesso citato come esempio, quando si tratta di stampa 3D in costruzione. I rappresentanti della società dichiarano un notevole risparmio. Così, rispetto al tradizionale costruzione, su la stampa di una nuova casa richiede il 60% in meno materiali, il 70% in meno tempo e per l ‘ 80% in meno di lavoro. La stampante ha dimensioni gigantesche — 150х10х6,6 m!

O comprimere il processo di costruzione
«La domanda è, che cosa si intende per stampa 3D», — dice Benedetto Готце, un esperto di pubbliche relazioni dell’Associazione degli architetti tedeschi (Bund Deutscher Architekten). Sua opinione di un esperto di stampa 3D in architettura lontano dall’euforia generale: «l’Idea di stampare case intere — fantasia dei bambini, questo non sarà mai. Ma ciò che realmente accade, è digitale di controllo della produzione di parti di costruzione fabbriche, dove saranno, come prima, consegnati in cantiere. Cinesi 3D-casa, che spesso portano a esempio, mi sembra eccessiva la misura nella lotta per l’attenzione di tutti».

Il professor Jane Barry di Melbourne tecnologico dice: «il vantaggio Principale di stampa 3D non in produzione di massa, e la possibilità di creare un design individuale e la varietà di opzioni. Nella nostra università prestiamo particolare attenzione stampa di metallo, ad esempio durante la produzione di hub di elementi strutturali di edifici per misure individuali. Se si riduce la quantità di materiale nel prodotto finito, di conseguenza diminuirà il suo peso e il carico totale sulla fondazione, per non parlare del risparmio di energia spesa. In questa materia la stampa 3D — una vera e propria manna dal cielo, perché la produzione di hub di elementi di progettazione di case in altro modo, ad esempio iniezione, può essere molto costoso, e con la nuova tecnologia per una frazione del costo, è possibile anche stampare un paio di parti di ricambio in caso di riparazione».

Benedetto Готце mette in dubbio la praticità di più le idee di stampa 3D case: «Tutto questo entusiasmo mi ricorda spaziali voli — fattibile, ma è necessario? Omega finora costruisce la pubblicità di orologi Speedmaster sulla base del fatto che sono andati sulla Luna».

Ma il britannico studio di architettura Foster & Partners e agenzia Europea di ricerche spaziali possono discutere con Готце riguardo al volo sulla Luna. Insieme studiano le idee di applicazioni di stampa 3D sulla base lunare nell’ambito del progetto «la Vita sulla Luna» (Lunar Habitation), che presumibilmente sarà completata entro il 2024.

Di nuovo a Terra
Anche se la base lunare da Foster & Partners, forse il più ambizioso degli attuali programmi, anche sulla Terra ci sono progetti degni della vostra attenzione. Uno di loro — ponte di Amsterdam, che divenne il frutto di una co-creazione del designer Con Лаармана (Joris Laarman), società MX3D, che produce stampanti 3D, testine di stampa, gli oggetti di acciaio, e sviluppatore di software CAD Autodesk.

Se si guarda a questa foto può sembrare che il nuovo ponte d’acciaio erigere sul posto, sopra il canale Oudezijds Achterburgwal, ma in realtà il suo producono in officina. Il lavoro è iniziato nell’autunno del 2015 in un enorme stanza, affitto azienda MX3D. Tentativi ed errori dipendenti stanno cercando di stampare tutta l’intera struttura. La fine dei lavori è prevista per il 2017, cioè appena un anno vedremo il primo vero ponte in acciaio, interamente stampata in 3D, stampante e aperto al pubblico, — un’altra gara per il record mondiale.

Questo piccolo dettaglio dimostra come sarà il ponte dopo il completamento del processo di stampa 3D. Due indubbi vantaggi di stampa in acciaio consistono nel fatto che, rispetto ad iniezione, i contorni sono più organici e fluidi, e la mancanza di necessità di produrre stampi riduce notevolmente il costo di produzione.

WASProject

Graziosa stampa di cemento in Italia
La collaborazione dell’Università di Napoli e la società WASP, che si occupa di moderne tecnologie, ha permesso di unire la bellezza dell’architettura italiana con la tecnica modulare di costruzione.

La società WASP è stata fondata nel 2012 dall’imprenditore italiano Massimo Moretti. La sua principale attività è rivolta alla promozione di metodi di risparmio energetico la costruzione e il sostegno di fabbricazione di materiali da moduli sul posto. Insieme con Неапольским l’università di suoi esperti hanno sviluppato pilastri di cemento, che è possibile stampare su una stampante 3D e utilizzare in diversi progetti di costruzione.

Domenico Аспроне (nella foto), professore associato presso il dipartimento di ingegneria e costruzioni in Porto l’università, ha partecipato a questo progetto in qualità di progettista: «l’Idea era quella di stampare curva di cemento supporto, ottimizzando il numero del calcestruzzo e riducendo i costi di produzione complessa casseforme. L’approccio basato sulla divisione supporto per diversi segmenti di cemento, che sono stampati separatamente e poi assemblati in un unico elemento monolitico insieme con rinforzi in acciaio secondo il principio di Lego. Questo metodo ha lo scopo di facilitare la produzione di pezzi complessi con il diverso profilo, che a sua volta porterà ad una maggiore libertà di creatività di progettisti», dice.

WASProject

«I segmenti vengono stampati singolarmente. Non appena il calcestruzzo è indurito un po’, vengono inserite le barre d’armatura di rinforzo trave e combinare diversi segmenti in tutta la prop», dice Domenico.

Contemporaneamente con già consolidati della produzione, gli esperti WASP stanno sviluppando la tecnologia di grumo stampa rinforzata supporti di lunghezza e 3,2 m. Con questo scopo usano il cemento con il più basso indice di viscosità. «Dietro le nostre spalle più di una storia secolare produzione di prodotti in calcestruzzo. Abbiamo semplicemente adattato la tecnologia esistente sotto la stampa 3D, — dice Domenico. — Oggi usiamo cemento e altri leganti componenti, ad esempio, ecologico composti a base di argilla (геополимеры) per la creazione di prodotti impermeabili, che sono adatti per la costruzione di canali di scolo».

Quali sono i piani futuri WASP? In un prossimo futuro hanno intenzione di stampare un ponte pedonale, un simile progetto Con Лаармана in Olanda, ma non di acciaio e di calcestruzzo.

JSC «СПЕЦАВИА» stampa 3D di edifici

Dettagli decorativi dalla Russia
Come la società italiana di WASP, produttore russo di «Спецавиа» utilizza le stampanti 3D per la stampa blocchi in calcestruzzo.

Tra i principali clienti di questa azienda — impresa di produzione. Il direttore generale Alessandro Maslov racconta la storia di quei prodotti che è possibile stampare sulla sua stampanti: «le Stampanti della serie 06044 possono stampare i singoli elementi strutturali di lunghezza fino a 12,3 m. Questo è più che sufficiente per la stampa di prodotti di forma complessa per la costruzione e la decorazione di tutti i tipi di torri, archi, pareti e altri elementi decorativi di edifici. Già oggi abbiamo esperienza nella stampa di tali elementi di progettazione del paesaggio, come una piccola piscina e la città dei bambini. Stesso modo, è possibile utilizzare la stampante per la stampa di caminetti, forni, barbecue e altri prodotti refrattari in каолиновых composti».

JSC «СПЕЦАВИА» stampa 3D di edifici

Come dice Alessandro, dal punto di vista tecnico stampare tutta la casa sarebbe stato possibile, ma si riferisce a questa idea pragmatico: «da Quanto ho capito, stiamo parlando di stampa dei singoli elementi e il loro successivo montaggio in cantiere. Il vantaggio di questo metodo è che è possibile spostare la produzione di parti in premessa e quindi ridurre l’effetto della temperatura, umidità e così via. E svantaggi — costo di trasporto ed i tempi di costruzione. Oltre a tutto, l’assemblaggio dei singoli elementi — tecnologicamente un processo complesso, che richiede ulteriori decisioni per rafforzare la costruzione».

Nonostante il fatto che Alexander crede di essere un pragmatico e preferisce non guardare troppo in avanti, lui stesso ammette che le nuove tecnologie costruttive, come quella che offre la sua società, dopo pochi anni diventeranno parte integrante di qualsiasi costruzione.

Un look audace per il futuro della Germania
Il professor Akim Менгес — capitolo del famoso Istituto di computer aided design (Institute for Computational Design) quando Штутгартском università. Reali possibilità di una nuova tecnologia già applicata qui in pieno e sono oggetto di studio nei suoi progetti di ricerca. Lui come nessun altro sa che l’innovazione è un invito a lasciarsi alle spalle tutti i vecchi della prestazione. «Prima si utilizza la più recente invenzione, per costruire oggetti tradizionali, come hanno fatto in Cina, dove il solito tipo di casa costruiscono con le stampanti 3D, — dice Akim Менгес. — Ed ecco la seconda fase di sviluppo appaiono di progettazione che è possibile creare solo tramite la nuova tecnologia».

Questo significa, ad esempio, che «la stampa 3D renderà possibile l’utilizzo nella costruzione di forme geometriche complesse, senza aumento di costo o di lavoro». «La consapevolezza di questo fatto pone una nuova direzione nella progettazione», spiega il professore. L’emergere di programmi informatici per la modellazione 3D è già cambiato l’estetica dell’architettura, stampa 3D — il prossimo passo in questa direzione.

Inoltre, stampati gli elementi fisicamente possono avere diversi livelli. «Abbiamo la possibilità di creare parti molto complesse con lenti sfumate le caratteristiche, — dice il professor Менгес. — Cioè pronto oggetto può essere morbido da un lato e solido con un altro grazie al fatto che in una stampante multifunzione direttamente nel processo di stampa è accusato di materiali diversi».

Gli edifici che possono pensare
In questo momento il professor Менгес si occupa di sviluppo di parti di costruzione, che possono cambiare forma, come in natura. «Immagina di pigna. Mentre cresce su un albero, le sue scaglie sono chiusi, ma ne vale la pena cadere a terra e asciugare come si sono rivelati, come i petali, dice. — Con l’aiuto della stampa 3D siamo in grado di simulare questo effetto, utilizzando diversi materiali, morbidi e rigidi, che reagiscono in modo diverso ai cambiamenti atmosferici, ad esempio, l’umidità. In questo modo, siamo in grado di creare particolari costruttivi, che saranno adattarsi alle condizioni climatiche, senza la necessità di imporre il controllo con l’aiuto di manuali o di meccanismi elettronici». Nella foto il prototipo di una di tali parti.

Molte persone corrono un passo in avanti. «Oggi, un gran parlare di Industry 4.0, in altre parole, la quarta rivoluzione industriale, — dice il professor Менгес. — Si suggerisce di penetrazione reciproca materiale e mondo digitale attraverso il cosiddetto cyber-sistemi fisici». In tali sistemi, il software si collega con meccaniche e componenti elettronici attraverso l’infrastruttura di dati, ad esempio, internet (gli adepti di questa idea piace la frase «internet delle cose»). Questo tipo di tecnologia costruttiva potrebbe cambiare completamente il modo in cui viviamo, tutto familiare a noi il mondo quotidiano.

Conclusione: 3D — euforia o look sobrio per il futuro?
I fan della nuova tecnologia letteralmente spingendo siamo alla soglia di una nuova era. Se gli scienziati dovrebbero condividere i suoi sviluppi, e la tecnologia è a disposizione di tutti, la stampa 3D è davvero in grado di cambiare il mondo. La produzione di oggetti necessari può trasferirsi in cucina e salotti, e allora saremo meno inquina l’ambiente, poiché la necessità di trasporto e consegna delle merci scenderà più volte.

Ma se vogliamo parlare di architettura, qui le dimensioni continuano ad essere un serio ostacolo per l’ulteriore sviluppo della tecnologia. Inoltre, la lista dei materiali da costruzione, che può essere ricaricata in 3D stampanti, ancora molto limitata.

Il dottor Jane Barry dice e su una seria concorrenza tecnologie nel settore delle costruzioni: «credo che nei prossimi dieci anni la stampa 3D sarà sviluppato in parallelo con altre tecnologie, ma proprio denaro avrei investito in esso, e nella costruzione in legno, è più evidente la tendenza». A suo parere, compensato multistrato di legno con longitudinale-trasversale strati è come «compensato con gli steroidi». Tale materiale che ricorda qualcosa di concreto, nel senso che da esso è possibile costruire una casa intera, senza il telaio interno. Questo significa che potenzialmente casa sarà possibile costruire più veloce e più economico. «Non sto dicendo che queste tecnologie non possono coesistere, aggiunge. — Alla fine, la stampante 3D è possibile rifornirsi di carburante e materiale a base di legno».

C’è ancora molto da studiare e provare. Forse siamo e non saremo stampare la casa sulla Luna in un prossimo futuro, ma la stampa 3D, sicuramente, renderà possibile la costruzione di case più complessa geometria. Già molto presto, parti di edifici, stampati dei diversi materiali, sarà in grado di adattarsi ai cambiamenti climatici. In ogni caso, la prossima fase di sviluppo della stampa 3D case aspettiamo con ansia e trepidazione.

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