"Filamenti" per l'edilizia. Verso la casa stampata in 3D

Stampa 3D anche nel campo degli edifici. Alcune ricerche stanno dando dei risultati interessanti, anche dal punto di vista della resistenza i risultati sono interessanti anche se c'è ancora da migliorare.

La commercializzazione dei piccoli oggetti stampati in 3d sviluppa la fantasia di designer, architetti e ingegneri, che vedono, nella tecnologia del 3d Print, la possibilità di un nuovo metodo costruttivo capace di abbattere i costi senza rinunciare alle caratteristiche di robustezza, solidità, flessibilità, e isolamento delle costruzioni tradizionali.

La società Cybe Additive Industries, impresa olandese fondata nel 2013 da Berry Hendriks, con uffici ad Amsterdam, Eindhoven e Oss, sta portando avanti, insieme alla THE FORM FOUNDATION e la Technical University di Eindhoven, lo sviluppo dei materiali applicabili in edilizia.

I principi ispiratori dell'ingegnere Berry Hendriks, si sono concretizzati nello sviluppo della stampante Proto R 3DP. Inizialmente i problemi maggiori si sono avuti nella sintonizzazione del processo di polimerizzazione del cemento con l'hardware. Con una società esterna è stata messa a punto una speciale malta che indurisce in pochi minuti, mentre il processo di idratazione avviene entro le 24 ore. L'uso di questo “filamento” consente una notevole velocità di costruzione e una riduzione delle emissioni di CO2 (produce il 32% in meno di CO2 del calcestruzzo).

La struttura della Proto R 2DP è costituita da un grosso braccio robotico in grado di muoversi in tutte le direzioni di 3,15 m. Unica nel suo genere per maneggevolezza ed ingombro può estrudere cemento sino a 175 mm/sec. La testina di stampa, 30 x 30 mm, produce ugualmente strati di 30 mm. Possono esser collegate testine di stampa multiple, che determinano diverse velocità di estrusione, da 10 fino a 4000 mm secondo. Si sta studiando anche una testina in grado di stampare strati di calcestruzzo di soli 5 mm di spessore.

La libertà progettuale e le economie costruttive portate dalla stampa 3d non possono prescindere dai principi cardine cui deve soddisfare una costruzione. A tal fine è stato prodotto un muro in cemento composto da 41 strati per poterne verificare la resistenza. La parete stampata in appena 31 minuti, richiede il 75% in meno di calcestruzzo rispetto ad una struttura tradizionale. Tale efficienza è anche supportata dai valori ottenuti nella resistenza a flessione e compressione della stessa parete, come si vede nella tabella.

Le stampanti 3d per l'edilizia si limitano ad oggi, per ovvi problemi statici, a produrre pareti tramite stratificazione. L'azienda olandese ha tentato di produrre oggetti un po' più complessi dal punto di vista strutturale per la serie di curve con raggi differenti di cui sono costituiti.

Sono state realizzate due sedie, la prima, senza rinforzo, non ha prodotto i risultati sperati, la seconda invece, grazie all'introduzione manuale di un rinforzo metallico, ha dato buoni prestazioni di robustezza e staticità.

I problemi affrontati dalla Cybe aprono nuovi scenari, e la libertà delle linee e delle curve aleggianti nell'aria, vedi il FreeForm Pavilion, progetto in fase di realizzazione, si fa manifesto di un'architettura slegata dai vincoli statici e si apre a nuove forme scultoree.