Aeditive e stampa 3D di calcestruzzo

Verso il futuro dell'edilizia attraverso la stampa 3D con calcestruzzo spruzzato

In una fabbrica vicino ad Amburgo, una start-up sta utilizzando i robot KUKA per costruire il futuro digitale della costruzione urbana e delle infrastrutture. Il team non sta solo rivoluzionando la produzione di componenti in calcestruzzo utilizzando la stampa 3D, ma anche i processi di pianificazione ed esecuzione associati.

Nuovo processo per la stampa 3D del calcestruzzo con l’ausilio di robot

Al centro di un capannone, una gabbia d’acciaio a forma di L si trova su un pallet in acciaio. L’operatore dà il segnale di avvio su un pannello touch. Pochi secondi dopo il ronzio e il rumore di un impianto di betonaggio riempiono il capannone. Una macchina si alza lentamente nello spazio come un dinosauro ritornato alla vita. La scena si svolge però ad Amburgo e non a Jurassic Park. Il robot KUKA bianco all’interno del sistema è tutt’altro che spaventoso e da un grande ugello eroga il calcestruzzo sulla gabbia d’acciaio con movimenti fluidi. Strato per strato nasce una struttura umida, lucida di colore grigio-blu, che presenta ancora una struttura increspata e una superficie ruvida, che viene poi subito levigata e formata da un secondo robot con un grande strumento simile a una spatola.

Nella stampa 3D con calcestruzzo spruzzato, il materiale viene applicato direttamente sulla gabbia in acciaio.

Calcestruzzo erogato dalla stampante 3D per creare una varietà illimitata di forme

 “Il robot con l’ugello per calcestruzzo erogato è la star del nostro stabilimento”, afferma Hendrik Lindemann. In questo momento sta stampando il prototipo per la campata di un ponte, come quelle che si usano ad esempio nei ponti in cemento armato. Ma il robot può realizzare anche muri o altri elementi. Lindemann è un architetto di formazione ed esperto di produzione digitale. E insieme a Roman Gerbers, Niklas Nolte e Alexander Türk è co-fondatore di Aeditive, la start-up che sta lavorando sul futuro digitale delle costruzioni in calcestruzzo, qui nel vecchio edificio della fabbrica nei pressi di Amburgo.


Nel processo di costruzione, il primo robot applica il calcestruzzo spruzzato durante il processo di stampa 3D, il secondo lo leviga.

Il Concrete Aeditor può essere utilizzato come postazione sia fissa sia mobile

Il cuore pulsante della produzione della stampa 3D del calcestruzzo, che può essere utilizzata sia in applicazioni stazionarie sia mobili, è rappresentato da due robot KUKA a sei assi della serie KR QUANTEC ultra. Con una portata massima di 300 chilogrammi e un raggio d’azione fino a 3.900 millimetri, sono tra i robot industriali più potenti e compatti. Nella variante Foundry, sono particolarmente adatti per ambienti caratterizzati da elevati livelli di contaminazione, umidità e temperatura.

Il cuore della stampa 3D di calcestruzzo spruzzato: due robot KR QUANTEC ultra in versione Foundry.

Nel filmato: stampa 3D con calcestruzzo erogato con tecnologia KUKA

Due robot, un solo obiettivo: realizzare alla perfezione le parti prefabbricate grazie alla stampa 3D di componenti in calcestruzzo 

E questo è esattamente ciò di cui si occupa la stampante 3D battezzata “Concrete Aeditor” nell’impianto dimostrativo di Norderstedt. L’ugello per calcestruzzo sviluppato internamente, guidato dal primo robot, lavora mano nella mano - o meglio: gripper nel gripper - con un secondo robot che si occupa in parallelo di armare la struttura. “Con il nostro nuovo processo automatizzato, siamo ora in grado di produrre con la stampa 3D anche componenti in calcestruzzo portante”, afferma Hendrik Lindemann. E questo letteralmente da un unico stampo. Il Concrete Aeditor comprende i contenitori per la produzione e i materiali, nonché l’unità di miscelazione del calcestruzzo, oltre all’acqua ed energia necessarie, ed è dotato di un proprio sistema di controllo basato su software. “In questo modo, il nostro stabilimento può essere vicino ai lavori, nello stabilimento dove si producono gli elementi prefabbricati oppure in cantiere”, sottolinea Türk, responsabile della strategia di mercato. 

I fondatori di Aeditive: Roman Gerbers, Niklas Nolte, Hendrik Lindemann e Alexander Türk (da sinistra a destra).

Completa integrazione dei dati per la massima trasparenza dei processi e dei costi

Grazie a un software proprietario, Aeditive consente ai suoi utilizzatori di creare digitalmente i componenti da stampare senza particolari conoscenze. “Grazie ai dati generati durante il processo di produzione possiamo aiutare gli utilizzatori a garantire la qualità e calcolare in anticipo i processi di usura”, spiega Lindemann. Türk nega che verranno persi posti di lavoro:

Alla luce della costante carenza di manodopera qualificata, anche nel settore delle costruzioni, l’automazione tende a garantire i posti di lavoro esistenti. In questo modo si evita che le aziende rimangano bloccate dai colli di bottiglia della produzione in caso di aumento degli ordinativi.

Alexander Türk, co-fondatore di Aeditive
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