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Züblin utilizza una stampante 3D Putzmeister per costruire un magazzino per Strabag in Germania (Immagine: Putzmeister)

L'edificio è il nuovo magazzino della Strabag Baumaschinentechnik International a Stoccarda, in Germania, e la sua costruzione creerà una nuova struttura per Strabag e al contempo testerà le capacità e i processi di stampa 3D di Züblin.

Utilizzando la stampante per calcestruzzo mobile KARLOS di Putzmeister, il braccio dell'albero della macchina ha una portata di 26 metri. La sua ampia campata, ha detto Züblin, consente l'applicazione di "calcestruzzo in più strati con precisione sulla base di un progetto predefinito e digitale tramite una speciale testina di stampa".

Alexander Kuhn, responsabile dei servizi tecnici per la costruzione e la tecnologia presso Züblin, ha affermato: "La base del processo di stampa KARLOS è una pompa per calcestruzzo intelligente montata su autocarro, il cui braccio telescopico può muoversi e distribuire automaticamente il calcestruzzo lungo percorsi predefiniti nello spazio tridimensionale utilizzando una testina di stampa appositamente sviluppata.

Finora, le sfide della stampa 3D del calcestruzzo sono state principalmente la mancanza di scalabilità della tecnologia per progetti su larga scala. "La stampa è stata effettuata principalmente con le cosiddette stampanti a portale, che sono limitate alla produzione di edifici più piccoli", ha affermato Züblin.

L'azienda ha aggiunto che KARLOS consente maggiore flessibilità e portata, il che garantisce il potenziale di scalabilità, anche per progetti su larga scala.

"Il vantaggio economico di questa tecnologia 'prima al mondo', rispetto ad altre tecnologie di stampa di calcestruzzo o malta come l'utilizzo di una stampante a portale, risiede nella sua flessibilità e portata, nonché nella capacità di stampare pareti solide portanti in un unico passaggio, nel rispetto degli standard e delle normative pertinenti", ha aggiunto Kuhn.

Il magazzino Strabag ultimato dopo che KARLOS, una stampante 3D Putzmeister, ha consegnato la pasta di cemento. (Immagine: Putzmeister)

Distribuendo la pasta cementizia in una forma rettangolare, molto simile a quella di un mattone (invece di avere un bordo arrotondato come la maggior parte delle stampanti 3D per calcestruzzo), le pareti quadrate sono in grado di sostenere il peso dell'edificio.

"Impilate una sopra l'altra, le sezioni trasversali cubiche di ogni strato danno origine a muri in calcestruzzo non rinforzati ma portanti che non richiedono ulteriori fasi di lavoro", ha aggiunto Kuhn, osservando che "il materiale utilizzato in questo processo è calcestruzzo semplice, C30/37, conforme a EC2".

Utilizzo di ogni aspetto dell'automazione

Tuttavia, il progetto non è stato privo di sfide. Kuhn ha aggiunto che un piano multiforme e dinamico ha contribuito a mettere insieme la struttura.

"Le principali sfide per ottenere la capacità di carico sono da ricercare nella combinazione di tecnologia del calcestruzzo e tecnologia di processo", ha riconosciuto. "Da un lato, le ricette del calcestruzzo devono tenere conto di una resistenza iniziale e di una consistenza adeguata per quanto riguarda il processo di pompaggio, mentre dall'altro lato, il braccio di pompaggio deve essere controllato esattamente per quanto riguarda il posizionamento e la velocità di movimento.

"Inoltre", ha continuato, "il controllo e il monitoraggio del comportamento di restringimento del calcestruzzo e del suo aumento di resistenza sono fondamentali per evitare crepe all'interno di ogni strato e tra strati adiacenti che potrebbero causare il crollo della sezione del muro appena stampato prima e/o la perdita (parziale) delle proprietà meccaniche del muro dopo aver raggiunto la resistenza finale del calcestruzzo".

Züblin ha affermato che, combinando l'elettrificazione, la pianificazione digitale e l'uso di un modello BIM in questo progetto, spera di sviluppare nuovi metodi di costruzione per il futuro.

"La combinazione delle fasi di produzione dalla pianificazione digitale del modello BIM (Building Information Modelling) all'implementazione tramite stampante 3D rivoluziona i processi nell'edilizia. I processi di lavoro sono notevolmente semplificati e accelerati dall'automazione", ha affermato l'azienda.

“Oltre alla completa eliminazione dei lavori di casseratura, i vantaggi economici ed ecologici del metodo includono la produzione di sezioni trasversali di pareti solide in un'unica operazione e l'utilizzo di calcestruzzi a ridotte emissioni di _CO2 .

"Utilizzando esclusivamente energia verde per la macchina completamente elettrica e utilizzando calcestruzzi a ridotte emissioni di _CO2 , Züblin e Putzmeister forniscono un contributo importante per rendere l'edilizia più sostenibile in futuro."