Edilizia stampata 3D - Report dalla conferenza organizzata da WASP a Massa Lombarda

Lo scorso 6 ottobre si è tenuta a Massa Lombarda la conferenza intitolata "Viaggio a Shamballa" organizzata da WASP e alla quale hanno partecipato alcuni tra i più grandi esponenti per l'edilizia stampata 3D. Un evento quasi unico nel suo genere, che ha visto in primo piano la presentazione del nuovo sistema Crane WASP e il modulo abitativo Gaia - di cui abbiamo parlato in questo articolo.

I temi affrontati dagli ospiti, sapientemente moderati da Alessandro Ranellucci, hanno spaziato tra quelle che sono le grandi incertezze della stampa 3D a grandi dimensioni. Segreto industriale, brevetti, normative, opportunità di mercato, estetica, sicurezza, tecniche e sistemi integrati; questi sono solo alcuni dei punti che si sono toccati e, volutamente, "stressati".

Nelle prossime righe, quindi, ripercorreremo insieme quello che abbiamo visto e sentito nelle tre ore dedicate alla conferenza.

Edilizia stampata 3D - La conferenza che ha preceduto il nostro Viaggio a Shamballa

Primo intervento - Massimo Moretti e WASP Team

Ad avviare la conferenza è stato Massimo Moretti, aprendo con un discorso molto vicino all'attività di WASP: quello della ricerca. Da sempre, infatti, WASP percorre una strada legata a una visione che va oltre la semplice progettazione di macchine per la stampa 3D. Crane WASP è solo uno dei tasselli che compongono un puzzle composto da estrusori per argilla, arte, ecologia e la centralità del benessere dell'essere umano.

Il focus si è quindi spostato sul tema dell'abitare, entrando nel vivo di quella che è stata la presentazione di Crane WASP. Una macchina che deriva da anni di test e prototipi scartati per diversi fattori: lentezza, risoluzione di stampa non ottimale, dimensioni del macchinario esagerate rispetto il reale volume di fabbricazione - mi riferisco alla Big Delta e ai primi tentativi di ingresso nel mondo dell'edilizia da parte dell'azienda romagnola, a cui avevo personalmente dedicato un editoriale nell'ormai lontano 2015.

Dopo aver sviluppato tre prototipi e aver preso come riferimento il sistema della gru a torre, ecco quindi l'arrivo di Crane WASP, un sistema che nella visione di WASP sarà collaborativo e permetterà così di abbattere i tempi di fabbricazione. La macchina ripropone quello che è un macchinario ben conosciuto in edilizia e che può lavorare su un volume di stampa cilindrico composto da 6.3 metri di diametro e 3.1 metri di altezza. L'estusore è di 18/30 mm di diametro, ovviamente più preciso, alimetato in modo meccanico tramite una pompa che spinge il materiale, dotato di un sistema a vite di controllo del flusso e di un sensore di pressione che controlla il materiale in entrata. Dopotutto, tutto si gioca qui: quando si parla di materiali fluidodensi, è necessario tenere sotto controllo la qualità e la costanza dell'impasto in estrusione.

Si è poi passati a parlare di Gaia, l'ottimo risultato ottenuto dall'azienda nel suo processo di definizione della tecnologia per l'edilizia stampata 3D. Gran parte della ricerca è stata fatta sul pacchetto dei muri perimetrali, i quali fungono da involucro esterno e non hanno, al momento, funzione strutturale. Essendo gestito in modo parametrico, il pacchetto prevede configurazioni variabili che integrano impianti, isolanti, pacchetti ventilati, ecc. Infatti, per lo slicing è stato utilizzato un percorso "ricamato" che ha permesso di limitare le deformazioni e i ritiri della terra con paglia (quest'ultima rappresenta le fibre lunghe, proprio come nei materiali compostiti). La copertura e i pilastri interni all'involucro sono in legno lamellare e verificati secondo normativa.

Secondo intervento - Tiziana Monterisi di RiceHouse

Sapevate che il più grande produttore di riso in Europa è l'Italia? Dalla lavorazione della materia prima restano scarti in quantità elevate che possono essere utilizzate a bassissimo costo.

Il risultato di WASP è frutto di un'interessante collaborazione avviata con RiceHouse, azienda italiana che utilizza questi scarti, miscelandoli con calce e argilla per produrre materiali idonei alla fabbricazione di massetti allegegriti, cappotti di paglia, ecc. E' proprio da questo processo, opportunamente raffinato, che deriva l'involucro esterno di Gaia. Grazie alle proprietà del materiale di tamponamento e del corretto orientamento rispetto alla sua posizione geografica, Gaia non necessita di sistemi di raffrescamento o riscaldamento.

Terzo intervento - Mahriz Akhavan Zakeri di XTreeE

Diversamente da WASP, XTreeE utilizza un cemento ad alte prestazioni. Il processo progettuale e produttivo sviluppato dall'azienda è composto da una serie di step:

Come è facile intuire, XTreeE sta riuscendo a definire un workflow strutturato su base di tecnologie all'avanguardia, ma che non sempre trovano la corretta applicazione. Anche questo questo fa parte del gioco. Eventuali accortezze però non mancano: il metodo di estrusione di XTreeE integra un sistema di accelerazione del processo di asciugamento del materiale, riducendo i tempi di attesa tipici del cemento. Essicamento e ampliamento delle geometrie producibili saranno sicuramente i punti di studio dei prossimi anni.

Quarto intervento - Alexandre Dubor per lo IAAC di Barcellona

Essendo lo IAAC un istitituto scolastico e di ricerca, l'approccio presentato da Alexandre ha dato una visione alternativa alle tematiche discusse. Mentre per XTreeE i brevetti rappresentano una soluzione per restare competitivi sul mercato, lo IAAC spinge sul fronte della condivisione immediata dei risultati ottenuti in modo da generare sempre più interesse dei confronti dell'industria e delle nuove frontiere di edilizia.

Le ultime ricerche dello IAAC si sono spinte nella rivisitazione dell'Adobe, passando attraverso un sistema Mixtruder dotato di una serie di sensori che analizzano in modo costante il materiale estruso. Secondo Alexandre, uno dei punti su cui bisognerà spingere è proprio questo: per convincere le istituzioni a rilasciare certificazioni su tecnologie e materiali, è necessario avere dati in mano. L'estrusore super accessoriato sarà il futuro per l'edilizia stampata 3D, ma questo dovrà anche essere in un certo senso collaborativo; gli esseri umani avranno sempre un ruolo centrale, anche in cantiere, ma potranno farsi aiutare da droni dotati di sistema di rilievo mirato, in sviluppo in questo momento presso Noumena.

Quinto intervento - Enrico Dini per D-Shape

Un intervento esemplare quello di Dini, il grande pioniere italiano che dal lontano 2004 porta avanti la propria visione per l'edilizia stampata 3D: "Il mio obiettivo è portare nell'industria delle costruzioni la democratizzazione del bello".

Il "metodo Dini" non prevede l'estrusione di materiale, bensì, la "sinterizzazione" a livello chimico partendo da un materiale polverulento. Seppure la volontà fosse quella di promuovere i cementi magnesiaci, oggi Dini utilizza un calcestruzzo in modo rasterizzato. Questa deviazione è dovuta alla difficoltà riscontrata a livello di certificazioni dei materiali proposti. Il processo, comunque, resta quello di cui vi parlai nel 2014: la produzione di elementi architettonici o edifici tutti d'un pezzo, utilizzando una macchina di 12 metri di lato e con un costo di produzione pari a 25.000 € per una superficie di 200 mq.

Sesto intervento - Ronald Rael per Emerging Objects

Emergin Objects è qualcosa di ibrido: sviluppa materiali per la stampa 3D, sviluppa software, elabora macchine e connette le economie della maker economy. Tutto questo avviene in quello che vorrei definire come un'atelier d'arte e sviluppo tecnologico.

I materiali provati da Emerging Objects provengono da pneumatici a fine del loro ciclo di vita, scarti dell'uva, polveri provenienti dalla lavorazione del legno, arrivando anche dall'uso del sale marino. Tutto questo si raggruppa però in un solo concetto, ossia la rivisitazione del "mattone" - o del blocco standard da costruzione. Da qui, passano le ricerche su mix di materiali e argille, sull'habitat degli uccelli e sull'innalzamento del livello del mare.

Edilizia stampata 3D - Considerazioni su un settore che necessita di essere spinto da una grande voce comune

Chi come me lavora per in edilizia e architettura, ne sarà consapevole: il settore è uno dei più lenti ad assorbire il cambiamento che sta avvenendo in questo momento. Ai nuovi professionisti è richiesta la capacità di saper passare da un contesto all'altro con grande disinvoltura, comprendendo la capacità di saper tenere sott'occhio tutto il processo di produzione dell'oggetto in fabbricazione.

Allo IAAC questa tendenza è stata percepita. La necessità di digitalizzare il mondo delle costruzioni e l'unione di tecniche di progettazione sono solo alcuni dei temi su cui stanno lavorando. L'obiettivo? L'integrazione della fabbricazione digitale in tutte le fasi di produzione. Il che significa produrre pezzi su misura che s'incastrano in elementi stampati in 3D, skills professionali che si integrano, capacità di gestione di processi complessi e di risoluzione di problemi concreti. Perché qui si ha a che fare con oggetti reali, materici, fisici.

D'altro lato, i cantieri d'oggi sono ancora lontani da questa "visione digitalizzata", sostiene la Monterisi. Le competenze sono ancora in mano a pochi e, al momento, il sistema non è pronto a fare questo salto.

Edilizia stampata 3D - Certificazioni e normative

Il pensiero di Dini è chiaro e schietto: "serve un'opera di cucitura tra politica e innovatori". Francia e Svizzera sono avanti l'Italia sotto questo punto di vista. Questo però non significa che bisogna demordere, anzi, è necessario dotarsi di case study, proprio come Gaia, per fare test e dimostrare che l'edilizia stampata 3D può essere una realtà a livello di industria.

In un contesto come quello dei materiali fluidodensi, il grosso del lavoro sta nel dimostrare che l'estrusione può essere un processo costante e uniforme, insieme alla corretta adesione tra i layer in argilla o cemento. Il metodo furbesco di WASP ha previsto l'utilizzo delle parti stampate 3D solamente come involucro del modulo abitativo che abbiamo visitato a Shamballa - la muratura non è altro che un tamponamento non soggetto a compressione dalla copertura. Trattasi di una soluzione provvisoria, necessaria per permettere a tutti la possibilità di visitare l'ottimo risultato tecnologico ottenuto.

I prossimi anni saranno una sfida continua e noi saremo qui per raccontarverla!

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