Robot e stampanti 3D hanno, da qualche anno a questa parte, fatto il loro ingresso in molti settori industriali, rivoluzionandoli con risultati strabilianti. Se c’è un comparto dove le potenzialità dell’automazione potrebbero essere enormi ma in cui ci si scontra con dei limiti evidenti è sicuramente quello dell’edilizia. I cantieri sono infatti ambienti complessi e in costante evoluzione e per agirvi le macchine robotiche dovrebbero essere sufficientemente forti per poter gestire materiali pesanti ma al contempo piccole e leggere da riuscire ad entrare negli edifici e flessibili per potervici muovere agevolmente.

Robot e stampanti 3D, tanti vantaggi in edilizia

Nonostante queste difficoltà i vantaggi dell’utilizzo di robot e stampanti 3D nell’industria delle costruzioni potrebbero essere tanti, primo fra tutti la possibilità di assemblare strutture complesse in situ, ottimizzando il lavoro e riducendo i costi di trasporto. Motivo per cui la ricerca tecnico-scientifica è costantemente impegnata nel miglioramento dei progetti attualmente in corso.

In Situ Fabricator 1, il robot costruttore più efficiente del mondo

Una delle ricerche più interessanti è sicuramente quella dell’ETH di Zurigo in Svizzera, capitanata dal ricercatore Markus Giftthaler, che ha sviluppato una nuova classe di robot particolarmente performante. Il prototipo di chiama In Situ Fabricator 1 ed è stato progettato con un approccio ‘bottom up’ al fine di ottenere una maggiore praticità.

Elettrico e dotato di sensori e telecamere

Il robot, resistente alla pioggia e alla polvere, riesce a lavorare, grazie a una batteria elettrica di backup, in modo semi-autonomo in un ambiente mutevole e complesso. Riesce con facilità a raggiungere l’altezza di una parete standard e a passare attraverso porte normali e funziona attraverso un collegamento internet che consente al progettista o all’architetto di apportare delle modifiche in tempo reale. Grazie a un sistema di sensori e di telecamere In Situ Fabricator 1 riesce a percepire l’ambiente che lo circonda e un braccio robotico potente e flessibile gli consente di posizionare i vari elementi costruttivi.

I primi test sono stati positivi

Per testarne le performance, i ricercatori hanno utilizzato il robot per costruire un paio di strutture in un cantiere sperimentale in Svizzera chiamato NEST. La prima è un muro di mattoni ondulato lungo quasi 7 metri e alto due e la seconda è una complessa maglia di acciaio curvo riempita in un secondo momento di calcestruzzo. In entrambe i casi In Situ Fabricator 1 si è dimostrato all’altezza dei compiti.

Nel 2018 la prima ‘vera’ casa

Ora sembra arrivato il momento di fare sul serio. Il team dell’ETH ha infatti annunciato che, entro l’estate del 2018, verrà costruita nel campus universitario la prima casa realizzata esclusivamente grazie a robot e stampanti 3D. La DFAB House, questo il nome del progetto, avrà una superficie di 200 mq e sarà il primo prototipo che unirà l’utilizzo di diverse tecnologie all’avanguardia applicate all’edilizia.

Se ultimamente abbiamo assistito allo sviluppo di diversi manufatti realizzati da robot e stampanti 3D, la novità della DFAB House sarà quella di essere progettata e costruita grazie a diversi processi digitali. 

ROBOT E STAMPA 3D

La sfida: unire diverse tecnologie digitali

“A differenza di tutti i progetti di costruzione che utilizzano una sola tecnologia digitale, come quella della stampa 3D- afferma il professor Matthias Kohler-  la DFAB House mette insieme una serie di nuove tecnologie di costruzione digitale. Ciò consentirà di sfruttare i vantaggi di ciascun metodo, di utilizzarli in modo sinergico e di tradurli in un processo architettonico.”

Combinare la progettazione digitale a processi costruttivi che utilizzano robot e stampanti 3D è l’unica strada, secondo i ricercatori, per compiere un reale passo in avanti verso una maggiore sostenibilità ed efficienza dei progetti edilizi. La digitalizzazione e i processi integrati consentono infatti ad architetti e costruttori di gestire e controllare in tempo reale i loro progetti sviluppando dei modelli realmente orientati all’intelligenza e quindi a un’ottimizzazione di risorse e consumi energetici.

Altra sfida: superare i limiti di In Situ Fabricator 1

Oltre a sperimentare nuove tecnologie per l’edilizia e l’energia in condizioni di vita reali, la DFAB House servirà anche come progetto di test per affinare le performance di robot e stampanti 3D e di porre le basi per lo sviluppo di macchine ancora più performanti.

Il robot In Situ Fabricator 1 ha infatti ancora dei limiti da superare. Primo fra tutti quello dell’eccessiva pesantezza (quasi 1,5 tonnellate) che ne ostacola l’utilizzo nella maggior parte degli edifici. Il team svizzero conta di riuscire a sviluppare un prototipo che non superi i 500 kg. Ma forse il limite più grande è nella forza dei bracci robotici, che attualmente sono in grado di manipolare elementi fino a circa 40 kg ma per poter essere realmente utili dovrebbero riuscire a farlo con strutture che pesino almeno 60 kg.

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