El rápido avance de la industria de la construcción impresa en 3D prevé una valoración de mercado de 1575 millones de euros para 2024, frente a solo 3 millones de euros en 2019. Un factor impulsor detrás de este crecimiento es la tecnología revolucionaria de la impresión 3D de hormigón (C3DP).
C3DP, la forma dominante de impresión 3D en la construcción, revoluciona el proceso de construcción.
Al ensamblar casas de manera rápida y rentable, supera los métodos de construcción tradicionales. El uso de moldes de hormigón impresos en 3D permite la producción de estructuras completas en un día, lo que mejora significativamente la eficiencia operativa.
Entonces, ¿cuál es la ciencia detrás de esta impresionante tecnología?
Únase a nosotros mientras profundizamos en una exploración profunda de la impresión 3D de hormigón. ¡Desmitificaremos la tecnología, discutiremos los métodos disponibles, destacaremos las impresoras líderes en el mercado y lo actualizaremos sobre sus proyectos de construcción!
¿Cómo funciona la impresión 3D de hormigón?
La impresión 3D de hormigón es similar a la impresión 3D normal, ya que se superponen los materiales de construcción para elaborar el producto final. Sin embargo, estos dispositivos utilizan mezclas de hormigón y cemento especialmente formuladas (no hormigón convencional) en lugar de filamentos de plástico.
Las impresoras de hormigón son sustancialmente más grandes para facilitar la construcción de edificios o casas enteras. Su software también es considerablemente más sofisticado y enfatiza la precisión geométrica para garantizar la integridad estructural del edificio.
Antes de la impresión, se crea un modelo 3D de la estructura prevista utilizando un software específico, que luego se programa en la impresora. La impresora se puede establecer en el sitio o fuera del sitio, según la ubicación de la estructura prevista, para comenzar el proceso de impresión.
Los diferentes tipos de impresoras 3D de hormigón
Hay dos tipos principales de impresión de hormigón utilizados en la impresión de hormigón 3D: sistemas de pórtico y sistemas de brazo robótico.
La impresora de pórtico sobresale en proyectos a gran escala con una programación más sencilla, mientras que los brazos robóticos ofrecen precisión y portabilidad (aunque con limitaciones en la ampliación).
Tipo 1: Impresoras 3D de hormigón de pórtico
Las impresoras de sistema de pórtico ampliamente utilizadas deben su popularidad a su aplicación a gran escala. Caracterizados por un cabezal de impresión colgante que opera a lo largo de los ejes x, y y z, funcionan de manera muy similar al juego arcade de garras. La impresora encierra el área objetivo y construye el objeto capa por capa dentro de su rango.
La impresora COBOD BOD2, un ejemplo por excelencia, construye un objeto girando metódicamente el cabezal de impresión dentro de su marco masivo. Las soluciones de pórtico generalmente se adaptan a proyectos más grandes, como viviendas y edificios comerciales, debido a su tamaño.
Impresora 3D de hormigón COBOD COD2 creando un muro.
La opción de pórtico destaca por su capacidad de ofrecer ahorro de costes para proyectos más grandes. Permite la impresión discontinua sin necesidad de programadores expertos. Esto lo convierte en una opción adecuada para proyectos a gran escala que priorizan la estructura y la velocidad de impresión.
Tipo 2: Impresión de brazo robótico
Aunque no se usan tan comúnmente como las impresoras de pórtico, las impresoras 3D de concreto con brazo robótico son igual de efectivas. Estas impresoras incorporan una estructura similar a una grúa con 6 ejes, lo que permite una mayor flexibilidad y alcance que las impresoras de pórtico.
El CyBe RC 3Dp. El proyecto, una ilustración perfecta, utiliza un robot gigante con forma de miembro para controlar y dirigir el cabezal de la impresora. Esto permite una estratificación precisa del concreto hasta que la estructura esté completa.
Las impresoras de brazo robótico superan a las impresoras de pórtico en términos de detalle y compacidad. Permiten movimientos de forma libre, detalles intrincados y una instalación y desmontaje más fáciles.
Por lo general, se necesitan ingenieros expertos, pero este tipo de impresora es hábil para manejar proyectos más pequeños y detallados debido a la precisión que ofrece.
Aplicaciones comunes para la impresión 3D de cemento
La impresión 3D de cemento, o C3DP, presenta una gran variedad de posibilidades en diversas industrias, pero su uso más frecuente radica en la fabricación aditiva de construcción de casas de hormigón impresas en 3D.
El panorama global ahora presenta numerosas casas impresas en 3D, un testimonio de los avances en la tecnología de impresión de concreto en 3D. Los proyectos en curso incluso prevén la impresión en 3D de comunidades enteras, lo que anuncia un posible cambio en las normas de vivienda.
Esta tecnología se extiende más allá de la construcción residencial a los edificios comerciales, como lo demuestran las oficinas en Dubái y un hotel en Filipinas.
Además, C3DP no se limita a la construcción de estructuras. Se utiliza para construir puentes, letras de monumentos con impresoras 3D MudBots y crear elementos decorativos como chimeneas y fuentes de agua. Incluso los sistemas de infraestructura civil, como las estructuras de drenaje, se benefician de esta innovadora tecnología de impresión 3D.
Las mejores soluciones de impresión de hormigón 3D del mercado
Para finalizar nuestro viaje a través de la mecánica y los usos de la impresión de hormigón, vamos a enumerar las principales impresoras 3D de hormigón que se encuentran actualmente en el mercado y en qué proyectos han trabajado.
Si bien estas impresoras son las favoritas ahora, esta no es una lista exhaustiva de la nueva tecnología en la fabricación aditiva.
Impresora Vulcan de ICON
Para empezar, la bestia de estilo pórtico Vulcan, la impresora 3D de ICON
La Vulcan es una de las impresoras de concreto más populares del mercado, con un costo de hasta €250 000, y es conocida por su amplio uso en las casas de impresión 3D en los EE. UU. y América Latina.
Las especificaciones de Vulcan cuentan con una altura de impresión de 8,5 pies, un ancho de impresión de 28 pies y extruye con precisión perlas de cemento de 1 pulgada de alto y 2 pulgadas de ancho a 5-7 pulgadas por segundo. Sus características tecnológicas integradas facilitan el control de la robótica y el modelado 3D integral directamente desde una tableta, con la flexibilidad de usar mezclas de cemento programables.
Esta impresora se especializa en la construcción eficiente de casas ergonómicas de un solo piso que también son resistentes y duraderas.
Los proyectos actuales en los que puede ver Vulcan en acción es la iniciativa New Story que se lleva a cabo en América Latina. Este proyecto ayuda a las comunidades con problemas económicos al proporcionar hogares impresos en 3D asequibles, fomentando vecindarios nuevos y rentables.
Impresora DBO2 de COBOD
La impresora COBOD BOD2 representa un avance revolucionario en la impresión de construcción 3D en Europa. Esta impresora de segunda generación cuenta con un diseño modular con cabezales de impresora personalizables que permiten una impresión completa dentro de las paredes de su estructura cúbica.
Esta impresora avanzada puede costar hasta 1 millón de euros y viene en tres modelos distintos, el modelo más grande presenta un área de impresión de 12,10 x 24,75 x 8,14 m.
El BOD2 destaca por su herramienta de mapeo de superficies, que le permite trabajar en terrenos irregulares mediante el cálculo de patrones de suelo irregulares. También se adapta a varias mezclas de hormigón con su sistema abierto de compatibilidad de materiales.
Sus contribuciones notables incluyen el proyecto Kamp C, la primera casa de dos pisos impresa en el sitio y la primera turbina eólica impresa en 3D en junio de 2020. Una vez que se resuelven los problemas logísticos, estas turbinas se anticipan en el campo.
CyBe RC 3Dp de CyBe Construction
Para concluir nuestra lista, se encuentra la impresora de hormigón versátil de CyBe Construction, con sede en los Países Bajos. Ofrecen dos modelos distintos: una impresora 3D de hormigón estacionaria por 150.000€ y una versión móvil por 180.000€. Cada modelo incluye un brazo robótico, software de control patentado, un sistema de bomba de mezcla, almacenamiento para materiales de construcción y capacitación para hasta tres usuarios.
El CyBe R 3Dp estacionario es ideal para la investigación académica y la creación de prototipos, mientras que el CyBe RC 3Dp más móvil sobresale en la construcción debido a su portabilidad. Equipada con orugas de goma, navega suavemente por terrenos irregulares y se asegura con pies hidráulicos durante el proceso de impresión.
La cartera de proyectos de CyBe es amplia y diversa. Además de sus iniciativas en la construcción de viviendas asequibles, han utilizado su tecnología de impresión 3D en esfuerzos de conservación ambiental, como la creación de arrecifes de coral artificiales.
Un arrecife de coral de hormigón artificial impreso en 3D por CyBe para estimular la vida submarina.
La ciudad de Haarlem en los Países Bajos también les encargó que amueblaran la ciudad con una serie de bancos de hormigón impresos en 3D.
Estas aplicaciones enfatizan las intrincadas capacidades del sistema de impresión basado en un brazo robótico y resaltan sus claras ventajas sobre las impresoras estilo pórtico.
Resultados futuros de la impresión 3D de hormigón
Con tantos resultados exitosos ya disponibles, como viviendas de concreto en 3D y conservación marina, y más proyectos de vanguardia en marcha, es difícil creer que esta tecnología no esté afectando más nuestra vida cotidiana.
Hasta ahora, los mayores obstáculos en el camino de la impresión de concreto son la percepción del público sobre la seguridad y el potencial de esta tecnología, y los problemas logísticos relacionados con el tamaño y el transporte para proyectos de concreto 3D más grandes, como turbinas eólicas.
Sin embargo, eso no ha impedido que la gente sueñe en grande, ya que ha habido debates recientes sobre la impresión de hormigón en 3D en el espacio y el desarrollo del primer hábitat humano en otro planeta.
A medida que continuamos arrojando luz sobre las posibilidades y las empresas continúan experimentando, creemos que es seguro asumir que la impresión 3D de concreto se adoptará ampliamente en poco tiempo.
