La nuova stampante 3D per calcestruzzo Expeditionary dell'esercito americano può andare ovunque e costruire qualsiasi cosa

Il programma ACES (Automated Construction of Expeditionary Structures) del Corpo degli Ingegneri dell'Esercito degli Stati Uniti rappresenta un punto di svolta per la costruzione in aree remote. Il progetto fornirà robuste stampanti 3D per cemento che possono andare ovunque e stampare (quasi) qualsiasi cosa. Il progetto è iniziato diversi anni fa, quando le stampanti per calcestruzzo erano ancora agli inizi, ma già allora era ovvio che i prodotti commerciali non sarebbero stati adatti alle esigenze dell'esercito.

"La nostra priorità era sviluppare una capacità che utilizzasse la tecnologia di stampa 3D da utilizzare in un ambiente di spedizione, specificamente adatto a scopi militari", mi ha detto Megan Kreiger, responsabile del programma per la costruzione additiva presso il Centro di ricerca e sviluppo degli ingegneri dell'esercito. "Ciò significa che deve essere spedito in un container, deve utilizzare materiali locali, deve lavorare in un ambiente sporco e deve essere in grado di sopportare colpi pur rimanendo affidabile."

I contorni complessi di questo muro di baracca, difficili e dispendiosi in termini di tempo da produrre con metodi di costruzione tradizionali, sono semplici per la stampa 3D ACES.

ACES ha prodotto più stampanti lavorando con diversi partner del settore. Ad esempio, ACES Lite è stato realizzato in collaborazione con Caterpillar nell'ambito di un accordo di ricerca e sviluppo cooperativo. Si inserisce in un container di spedizione standard da 20 piedi e può essere installato o smontato in 45 minuti, è dotato di martinetti integrati per un livellamento rapido e può essere calibrato in pochi secondi, rendendolo più semplice rispetto ad altri dispositivi. Nel complesso la stampante assomiglia a una gru a portale, con una pompa per calcestruzzo, un tubo flessibile e un ugello robotizzato che stende strati precisi.

"È come una stampante 3D desktop in cui hai un'alimentazione continua di materiale, ma è cemento anziché un rotolo di filamento di plastica", afferma Kreiger.

I marines del 7° battaglione di supporto degli ingegneri hanno collaborato con il Corpo degli ingegneri dell'esercito americano per ... [+] costruire un bunker stampato in 3D, il primo del suo genere. Notare la disposizione a portale della stampante 3D.

ACES Lite può essere collegato a qualsiasi betoniera e non solo ai modelli Army standard. Mentre le stampanti 3D per l’edilizia richiedono in genere malte speciali, ACES è progettata per funzionare con materiali locali. Ciò ha comportato un lavoro considerevole con l'utilizzo di calcestruzzo che incorpora aggregati. I risultati sono impressionanti e ACES ha dimostrato come sia possibile realizzare caserme, ponti, bunker, barriere o altre strutture quasi con la semplice pressione di un pulsante.

Secondo il sito web ACES, la stampa 3D può completare una struttura campione in un giorno anziché in cinque, con un equipaggio di tre anziché otto e con meno spese logistiche. Kreiger osserva che non solo riduce la manodopera, ma in particolare riduce la necessità di lavoro pesante e massacrante. Il team di costruzione del futuro potrebbe aver bisogno di più cervelli che muscoli.

Sicuramente serviranno cervelli per sfruttare appieno la libertà di progettazione offerta dalla stampa 3D, che è limitata solo dall’immaginazione.

"Simile a ciò che fa la stampa 3D per la produzione, puoi creare forme complesse molto facilmente con costi aggiuntivi minimi o nulli", afferma Kreiger.

Invece di essere vincolati a forme standard, tutto può essere personalizzato in base alle esigenze. Non sei più limitato a un set di blocchi Lego. Se si desidera un isolamento integrato, o un certo spessore di calcestruzzo per la protezione, o una particolare dimensione o forma di apertura, il sistema può farlo. ACES può costruire strutture che sarebbero impegnative con i metodi normali: ad esempio, un edificio dimostrativo di una caserma stampato in 3D ha pareti curve alla base per maggiore resistenza e piatte nella parte superiore.

Avendo precedentemente stampato in 3D questo ponte pedonale, il team ACES sta ora progettando di creare il primo ponte per veicoli stampato in 3D al mondo.

Anche la qualità costruttiva è decisamente migliore rispetto a quella delle aree remote a volte viste.

"In un ambiente di spedizione, gli edifici sono progettati per soddisfare gli standard statunitensi, tuttavia spesso sono di qualità inferiore a causa delle condizioni impreviste del campo, della logistica di costruzione e della qualità dei materiali in aree remote", afferma Kreiger.