Los materiales de impresión 3D para la construcción ofrecen mucha menos variedad que sus contrapartes de escritorio. El material más popular, con diferencia, es el hormigón impreso en 3D. Sin embargo, este es solo un término muy amplio para las mezclas que involucran cemento, fibras y otros ingredientes mezclados con agua. Otros materiales incluyen arcilla moldeable, mortero, polímeros sintéticos e incluso plástico viejo normal (reciclado).
Concreto
El hormigón es, con mucho, el material de impresión 3D para la construcción más popular. En gran parte esto se debe a la flexibilidad en su formulación. Varios fabricantes de impresoras 3D para la construcción también han ideado su propia formulación óptima de hormigón para impresión 3D que, según afirman, es la mejor para usar con sus impresoras 3D para la construcción. “Lavacrete” es uno de esos ejemplos utilizados con las impresoras 3D de construcción Vulcan de ICON.
El hormigón impreso en 3D para la construcción es similar al hormigón normal en muchos aspectos, pero con fibras añadidas, superplastificantes y otros ingredientes que hacen que el hormigón fragüe en el momento óptimo para la adhesión de las capas entre las capas de impresión 3D para la construcción, así como la resistencia para permitir menos necesidad de refuerzos de acero.
La principal ventaja de utilizar hormigón impreso en 3D es, obviamente, su resistencia, así como su similitud con el hormigón convencional, lo que permite transferir el conocimiento de los materiales de construcción convencionales a la construcción de viviendas impresas en 3D.
La primera casa impresa en 3D habitada por humanos ubicada en Francia. Desarrollado en parte por la Universidad de Nantes.
El mayor inconveniente, sin embargo, es lo poco amigable que es el hormigón para el medio ambiente. La producción de hormigón, o más específicamente, la producción de cemento en general es responsable de más del 5% de las emisiones globales totales de CO2. Lo cual es peor que incluso las emisiones de la industria de las aerolíneas.
Si bien sigue siendo el material de referencia para la impresión 3D de la construcción y las casas impresas en 3D en general, el concreto impreso en 3D está lejos de ser una opción ecológica para el mismo.
Sin embargo, en su defensa, la impresión de hormigón en 3D está en el camino hacia la sostenibilidad con investigaciones en curso para fabricar hormigón de impresión 3D a partir de aglutinantes a base de CO2, así como un cambio a estructuras de hormigón de diseño inteligente que utilizarían menos material para el mismo nivel de resistencia, por lo tanto limitando la necesidad de este material de construcción ecológico.
Mortero
El mortero, similar al hormigón, es una mezcla hecha de cemento, arena y otros minerales, diseñada para ser utilizada en la construcción. El mortero tradicional es el material que se coloca entre los ladrillos para unirlos. El mortero de impresión 3D para la construcción es similar, pero está diseñado para construir casas enteras impresas en 3D.
El mortero tiende a ser más fácil de trabajar y más flexible que el concreto, lo que permite que se fabrique con una huella menos dañina para el medio ambiente. La impresión 3D de construcción a base de mortero está dejando de ser práctica lentamente a favor de las mezclas a base de hormigón, principalmente debido a las ventajas de resistencia añadidas de la impresión 3D de hormigón.
Sin embargo, hay excepciones notables, como CyBe Mortar, que se utiliza en la línea de impresoras 3D de construcción de CyBe.
Casa impresa en 3D, Gaia, ubicada en Italia, desarrollada por WASP. Foto cortesía de WASP.
Suelo
Utilizado notablemente por WASP en sus impresoras 3D de construcción Crane Wasp y BigDelta, el suelo es simplemente el material sobre el que caminamos. Al diseñar la tubería de suministro de material y la boquilla de la impresora de construcción 3D, WASP construyó la primera casa de tierra impresa en 3D, «Gaia», con aislamiento de cáscara de arroz en Italia en 2018.
Si el medio ambiente es lo primero y más importante en su toma de decisiones, entonces usar el suelo en el sitio junto con desechos de fibra agrícola como WASP es una excelente manera de hacer una casa impresa en 3D con una huella ambiental casi nula.
Más que amigable con el medio ambiente, el uso del suelo en cualquier sitio también es rentable y rentable. Más tarde, WASP construyó una aldea entera de casas de barro impresas en 3D, todas diseñadas de manera inteligente para poder brindar comodidades modernas en Italia basadas en la misma tecnología de principio demostrada en la construcción de «Gaia».
Polímeros especiales
Lo hermoso de la tecnología de impresión 3D es el potencial de innovación simplemente mediante el uso de un material de impresión especializado. Al igual que la impresión 3D de escritorio, la impresión 3D para la construcción también alberga una gran cantidad de innovaciones en las ciencias de los materiales.
Si bien la mayoría de estos en el pasado se han ocupado de hacer que la impresión 3D sea más efectiva, el hormigón. Una tendencia reciente ha sido hacia el desarrollo de polímeros sintéticos completamente nuevos que se pueden usar para construir casas enteras.
PassivDom es uno de esos ejemplos en los que han construido una casa prefabricada impresa en 3D completa utilizando un compuesto de polímero aislante especial. De hecho, el compuesto de polímero es tan bueno que las casas prefabricadas de PassivDom se pueden calentar y enfriar solo con equipos que funcionan con energía solar dentro de la casa. PassivDom incluso ha ido tan lejos como para llamar descaradamente a sus casas prefabricadas «a prueba de zombis».
Plásticos reciclados y otros
Interior de la casa impresa en 3D GAIA ubicada en Italia desarrollada por WASP. Foto cortesía de WASP.
¡Así es, casas hechas de plástico! Plástico reciclado que es. Nacido de una colaboración entre DUS Architects y Ultimaker, el dúo diseñó y construyó conjuntamente una pequeña casa de plástico como medio para demostrar la viabilidad de la impresión 3D de construcción con material reciclado.
El objetivo del proyecto era demostrar cómo la fabricación de casas de plástico podría servir como una solución a las necesidades de vivienda a raíz de una crisis o un desastre natural.
Asimismo, se está trabajando en la impresión 3D de edificios con bioplásticos.