Impresión en 3D: ¿tiene riesgo de que no sea posible?

¿Cómo podemos construir más barato y más rápido?

El ingeniero Chuck Hull inventó la primera impresora 3D en 1984.

Impresora 3D

¿Qué es realmente una impresión en 3D?

Es un método de impresión aditiva de productos tridimensionales. El componente se planifica en un programa CAD y luego la información se envía a la impresora. Luego, el objeto se imprime en capas individuales. Esta metodología es interesante para la producción de prototipos, modelos, herramientas y piezas prefabricadas.

A diferencia de los procesos convencionales, ya no hay necesidad de moldes complejos o cambios de molde. Se omiten muchos pasos de trabajo. Es posible aplicar geometrías complejas y se puede producir en serie. En general, estas ventajas conllevan una producción más eficiente desde el punto de vista energético.

Esta innovación permite muchos planteamientos interesantes. Además de trabajar con plásticos y metales, también se pueden utilizar arcillas, ceras o resinas.

Un buen ejemplo de esto es un avión. Un mayor peso significa más queroseno. Sin embargo, con la impresión 3D, las estructuras curvas se pueden producir con mucha más facilidad. La impresión en 3D también es aplicable en medicina, por ejemplo, para prótesis individuales. La industria llega incluso a imprimir carne a partir de proteínas vegetales con la consistencia masticable de la carne real.

Prótesis impresas en una impresora 3D

La producción in situ es un paso importante en la impresión en 3D. Ahorra largas distancias, porque solo es necesario reenviar la información digital.

¿Se puede utilizar la impresión 3D también en la industria de la construcción? ¿Esto revolucionará la construcción?

En la industria de la construcción, la impresión en 3D está todavía comenzando. Todavía no es posible predecir cómo se desarrollará esta tendencia en el futuro.

Ya existen alternativas más sostenibles al hormigón, como la arcilla o la marga. En la impresión 3D, el hormigón, en su mayoría líquido, se apila en capas. Te lo puedes imaginar como una tarta de nata, con el pulsador a modo de manga pastelera. Ya existen algunos proyectos en la industria de la construcción que se han creado utilizando una impresora 3D. Los países pioneros son China, Emiratos Árabes (Dubai) y Estados Unidos.

En Alemania todavía no hay normas y estándares para la impresión 3D y, por lo tanto, hay pocos edificios impresos. Sin embargo, la Universidad Técnica de Múnich ha estado investigando esta innovación durante años. Por lo tanto, se emitió un permiso de construcción para dos edificios impresos de varios pisos en Alemania.

La primera vivienda unifamiliar de dos plantas se construyó en Beckum, Renania del Norte-Westfalia. En total, se necesitaron 100 horas de impresión.

En Wallenhausen, Baviera, el primer edificio residencial con tres plantas y un total de 380 m² de superficie habitable. Los expertos desarrollaron un hormigón utilizado exclusivamente para la impresión 3D.

La composición es un gran desafío aquí. Las empresas aún mantienen la receta en secreto. El hormigón debe cumplir algunos requisitos: Por un lado, como hormigón fresco, debería ser bombeable. Debe tener una buena forma para ser transportado a través de la abertura de la boquilla. Se dice que la composición se fija rápidamente para que la construcción no falle cuando se aplica una nueva capa al cordón. Por otro lado, el hormigón no debería endurecerse demasiado rápido, de lo contrario no habría adherencia con las capas inferiores.

Tan pronto como se ha encontrado la composición adecuada para el hormigón, se atornilla una impresora 3D a una cimentación. La empresa Peri ha asumido esta tarea y ha desarrollado una impresora. Es un sistema de portal con varios módulos que se pueden configurar individualmente. La velocidad más rápida es de un metro por segundo. Sin embargo, para que el trabajo manual se pueda realizar al mismo tiempo, la impresión solo se realiza a 25 centímetros por segundo, por lo que se requieren unos cinco minutos para un metro cuadrado.

Los trabajos adicionales son, por ejemplo, los huecos de las ventanas o la electrónica, como los enchufes. Entonces, no hay paredes continuas impresas, por ejemplo, con un ancho uniforme de 24 centímetros, sino dos paredes individuales con un ancho de tres a diez centímetros que forman una pared hueca. El interior no está completamente relleno de hormigón, sino que se complementa con un material aislante. Es ' más ligero y usa menos material.

¿La impresión 3D revolucionará la industria de la construcción?

En teoría, existen muchas ventajas de utilizar la impresión 3D en la industria de la construcción.

La impresión 3D contrarrestaría la escasez de trabajadores calificados porque se necesitan muchos menos trabajadores calificados. Hay menos desperdicio, porque solo se usa el material realmente necesario. Cada recorte se planifica desde el principio.

Es interesante notar que también es posible utilizar productos reciclados. En Italia, existe la empresa WASP . En lugar de hormigón, se utiliza barro natural. Los productos de desecho de la producción de arroz se utilizan como aditivos. En Amsterdam, surgió la idea de imprimir una casa a la orillas del canal hecha de bioplástico. En general, la impresión 3D también reduce el consumo de energía, porque se omiten muchas rutas de transporte, por ejemplo, materias primas y trabajadores.

Es posible aplicar geometrías individuales. Las tecnologías convencionales no se pueden programar de esta forma porque no se requiere ningún encofrado. Por tanto, los arquitectos tienen más opciones para expresarse.

Pero, ¿es posible la impresión en 3D?

Sin embargo, los obstáculos de esta tecnología son predominantes. La gente todavía tiene que aceptar las casas impresas en 3D. Se ven muy especiales, con las crestas en las paredes. Es probable que esto lleve algún tiempo si observa otras tendencias, como la construcción prefabricada.

La tecnología a veces alcanza sus límites, ya que solo se pueden usar ciertos materiales. En Estados Unidos, se anuncia la fabricación de casas en 24 horas. Sin embargo, esto solo afecta a los muros y no al resto de instalaciones, como al diseño de los interiores. También lleva algo de tiempo configurar y calibrar la impresora.

Las impresoras 3D serían ventajosas en áreas de crisis. Después de los desastres naturales, la reconstrucción podría ser más rápida y económica. La idea también es que los materiales de construcción en el sitio podrían ser más rápidos y baratos en los países en desarrollo. En países con guerra en las cercanías, se podrían construir nuevos edificios rápidamente para que las personas no tengan que huir lejos y puedan permanecer en su tierra natal.

Sin embargo, también hay otros obstáculos. ¿Cómo se debe transportar una impresora 3D? ¿Están disponibles los materiales adecuados en el sitio?

Otro problema es que hasta ahora solo es posible crear componentes estructurales verticales o elementos de apoyo sometidos a compresión. En todas las partes donde se produzcan las fuerzas de flexión o tracción, resulta difícil imprimir los componentes.

¿Es la impresión 3D realmente tan sostenible como piensan los partidarios? Durante la impresión, el desperdicio se minimiza, porque es posible calcular exactamente lo que se necesita. Sin embargo, se requiere mucho más cemento para la presión especial, cuya producción da como resultado una gran cantidad de emisiones. A modo de comparación, las emisiones nocivas son incluso peores que las del tráfico aéreo. En el caso del hormigón en 3D, se utiliza aproximadamente el doble de cemento que en el caso de las láminas convencionales.

Resultado

En el futuro, será imposible renunciar al hormigón. Las grandes cimentaciones y puentes, por ejemplo, tendrán que utilizar este material resistente durante un tiempo aún más largo. Las ventajas de la impresión 3D son comprensibles en teoría, pero no están suficientemente probadas.

Por supuesto, se puede utilizar para avanzar en la digitalización en la industria de la construcción. Sin embargo, si nos fijamos en los desafíos, pronto queda claro que estos trabajos aún deben considerarse críticamente. En el futuro, los materiales de construcción cambiarán. Se deben usar productos más sostenibles, como la arcilla y la madera, para que aún se pueda evitar la crisis climática.

La apariencia de la impresión en 3D también está en duda. Por supuesto, es una cuestión de opinión, pero no está claro qué aspecto tendrá la construcción en diez años.

Es difícil hacer declaraciones confiables, porque todo está todavía en sus inicios y los cálculos de costes aún no están publicados. Simplemente no hay suficiente experiencia con las casas impresas.

Sin embargo, el desarrollo continúa y sigue siendo emocionante. Quizás en el futuro, solo se imprimirán en una planta las partes individuales para la obra de la construcción. Imprimir en Marte es una innovación especialmente interesante. Los investigadores han encontrado arcilla que también se podría usar en la impresión 3D.

Impresión 3D en Marte