O echipă de ingineri australieni a creat prima macara din lume transformată în printer 3D, care poate imprima edificii de 30 de etaje

De mai mulţi ani încoace, imprimantele 3D îşi fac loc în construcţii, dar avansul lor a fost mult mai lent decât se estima iniţial. Acum, însă, o echipă de ingineri australieni, de la startup-ul Luyten, a creat prima macara din lume transformată în printer 3D, care poate imprima edificii înalte, numită Ascend, care promită să aducă imboldul ce lipsea până acum pentru răspândirea pe larg a imprimării 3D în construcţii.

Dacă imprimantele 3D pot forma uşor obiecte tridimensionale de mare precizie în interiorul unei cutii relativ mici, atunci munca lor pe un şantier de construcţie presupune că acestea trebuie să opereze cu beton, pe care e mai dificil să-l toarne cu aceeaşi precizie. Tocmai de asta, multe din casele imprimate 3D la început păreau a avea un design ce amintea mai degrabă de recuzita unui decor decât de case durabile, din cauza straturilor vizibile ale fâşiilor de beton.

Foto: Imprimantă 3D de mare precizie

Şi apoi exista şi problema înălţimii, or, imprimantele 3D nu erau atât de mari pentru a construi case multietajate. Cea mai mare clădire imprimată 3D a fost construită acum doi ani în Elveţia, fiind vorba de un turn de 30 metri, însă el a fost format din piese imprimate separat, unite apoi în turnul mai înalt.

Şi tot acum doi ani inginerii de la Universitatea Maine anunţau că au creat cel mai mare printer 3D din lume, care poate construi o casă compactă în 80 ore. Deci, tot despre construcţii compacte era vorba, însă acel proiect aducea o inovaţie importantă — modulul responsabil de eliberarea betonului era fixat de o construcţie ce amintea de o macara fixă industrială, iar mişcarea blocului lui făcea parte din procesul de imprimare. Între timp, unii ingineri au mai experimentat cu montarea modulului de imprimare în vârful unui braţ de macara, pentru a-l ridica mai sus. Însă acea macara trebuia operată manual, iar modulul poziţionat în locul corect, pentru a-şi începe printarea.

Marea inovaţie de acum a inginerilor australieni nu e doar în montarea unui modul de imprimare 3D în vârful unui braţ de macara, lăsând macaraua cu operare manuală, ci tocmai transformarea mişcărilor macaralei în parte componentă a procesului de imprimare 3D.

Prin urmare, noua imprimantă 3D în formă de macara înţelege conceptul spaţial al obiectului pe care trebuie să-l construiască şi începe procesul de imprimare acţionându-şi turnul şi braţul macaralei pe toate direcţiile. Deci, ea nu coordonează doar dozatorul de beton al modulului de imprimare, ci şi poziţionarea lui în spaţiu cu ajutorul macaralei propriu-zise, care devine astfel complet automatizată. De fapt, macaraua devine ea însăşi printerul 3D, cu tot cu modulul de dozare de la vârful braţului său.

Astfel, construcţia macaralei, parte din noul printer 3D, nu va ridica ale greutăţi, singurul său rol fiind susţinerea modulului de dozare şi poziţionarea acestuia în spaţiu.

Datorită faptul că nou printer 3D Ascend are dimensiunea şi forma unei macarale, acesta poate imprima edificii de până la 100 metri înălţime, ceea ce corespunde cu peste 30 etaje.

Raza de acţiune a braţului e de 50 metri faţă de turn, ceea ce face ca, în cazul unei construcţii pătrată în suprafaţa sa, estimând o amplasare la 5 metri distanţă de edificiu a macaralei, ea să poată construcţii cu o latură maximă de circa 28,3 metri dacă e amplasată la un colţ şi peste 33 metri dacă e amplasată la mijlocul unei laturi.

Noua imprimantă poate fi instalată la un nou şantier în doar 2 zile, e alimentată electric şi poate munci în condiţii de vânt de până la 20 m/s.

Noua macara-imprimantă foloseşte un beton special, numit Ultimatecrete, care e adaptat pentru a putea fi pompat mai uşor prin modulul de dozare şi a garanta precizia necesară.

Inginerii australieni nu vorbesc nimic, însă, despre armătura necesară unei asemenea construcţii, or, nu se poate construi un bloc de 30 de etaje din beton nearmat, orice adeziv ar avea el în interior. Din imagini se poate observa prezenţa armăturii pe coloanele turnate în straturi. Şi întrucât nu se menţionează nimic, intuim că metoda de aplicare a lor a aceeaşi cu alte imprimante 3D mai mici, când armăturile sunt introduse imediat după turnare, în timp ce imprimanta lasă goluri pentru aceste armături.

Acest proces, însă, creează posibile adeziuni imperfecte între beton şi armătură, cu spaţii goale pentru jocuri structurale. Pe lângă asta, turnarea betonului în straturi, la imprimante 3D, are şi provocarea că fiecare nou strat este turnat peste cel precedent, care a început deja să se întărească. Astfel, apare o interfaţă rece între straturi, ceea e poate crea probleme structurale şi mai mari, conform părerii unui curent puternic în arhitectură.

Prin urmare, noua imprimantă în formă de macara a rezolvat problema înălţimii edificiilor, dar nu pare să o fi rezolvat pe cea a armăturii şi fizicii straturilor. Doar că, dacă la o casă compactă cu un singur nivel asta poate fi ai puţin grav, la un bloc de 30 de etaje aceste provocări pot deveni existenţiale.