p Costuma-se dizer que a impressão 3-D - conhecida no mercado como "manufatura aditiva" - mudará a forma como vivemos. Mais recentemente, uma equipe da Universidade de Tecnologia de Eindhoven anunciou planos para construir as "primeiras" casas impressas em 3-D habitáveis ​​do mundo. Mas uma coisa é construir pequeno, protótipos de casas em um parque - outra bem diferente é usar a manufatura aditiva para projetos de grande escala no setor de construção. p A manufatura aditiva usa uma combinação da ciência dos materiais, arquitetura e design, computação e robótica. Ainda assim, de certa forma, não é tão futurista quanto parece. A abordagem simples da construção em camadas - em que os materiais de construção são dispostos em camadas para criar uma fachada - já é praticada há muito tempo no setor da construção, por exemplo, em técnicas convencionais de estratificação de tijolos.

p A verdadeira novidade da manufatura aditiva está em sua capacidade de combinar novos, materiais altamente eficientes e sustentáveis ​​com software de design arquitetônico e tecnologia robótica, para automatizar e melhorar processos já comprovados manualmente. Nesse sentido, a manufatura aditiva traz muitos benefícios potencialmente inovadores para o setor de construção.

p A impressão 3-D pode produzir até 30% menos desperdício de material, usam menos energia e menos recursos, permitem a produção in-situ (que por sua vez reduz os custos de transporte), concedem maior liberdade arquitetônica e geram menos emissões de CO₂ durante todo o ciclo de vida do produto.

p Matérias-primas para impressão

p Mas ainda há um caminho a percorrer antes que a tecnologia de manufatura aditiva possa entregar seu potencial. Existem vários componentes diferentes de manufatura aditiva, cada um dos quais deve ser desenvolvido e refinado antes que o processo possa ser usado com sucesso na construção em grande escala.

p Um componente são as matérias-primas imprimíveis - os materiais que são realmente "impressos" para criar o produto final. Existem muitos tipos de matéria-prima imprimível, mas o mais relevante para a construção em grande escala é o concreto. As matérias-primas imprimíveis são normalmente feitas de uma combinação de materiais a granel - como solo, areia, pedra britada, argila e materiais reciclados - misturados com um aglutinante, como cimento Portland, cinzas volantes ou polímeros, bem como outros aditivos e agentes químicos para permitir que o concreto endureça mais rapidamente e mantenha sua forma, para que as camadas possam ser depositadas rapidamente.

p Em um projeto no qual estou trabalhando atualmente na Universidade de Brunel, estamos nos concentrando na produção de uma matéria-prima de cimento para impressão. Para criar materiais para construções impressas em 3D, os cientistas devem controlar cuidadosamente o tempo de pega da pasta, a estabilidade das primeiras camadas e a ligação entre as camadas. O comportamento dos materiais deve ser investigado exaustivamente sob uma variedade de condições, para conseguir uma estrutura robusta que pode suportar carga.

p A combinação de cimento, areia e outros aditivos devem ser adequados, para que as fontes de alimentação não sejam definidas enquanto ainda estiverem na impressora, e não fique molhado por muito tempo depois de depositado para formar uma estrutura. Diferentes graus de matéria-prima precisam ser formulados e desenvolvidos, para que esta tecnologia possa ser usada para construir uma gama de diferentes elementos estruturais, como blocos de construção de suporte de carga e em grande escala.

p Blocos de construção

p Outro componente é a impressora, que deve ter uma bomba potente para se adequar à escala de fabricação na indústria da construção. A pressão e a taxa de fluxo da impressora devem ser testadas com diferentes tipos de matérias-primas. A velocidade e o tamanho da impressora são essenciais para obter uma boa qualidade de impressão:superfície lisa, bordas quadradas e uma largura e altura consistentes para cada camada.

p A rapidez com que os materiais da matéria-prima são depositados - normalmente medidos em centímetros por hora - pode acelerar ou desacelerar a construção. Diminuir o tempo de configuração da matéria-prima significa que a impressora pode trabalhar mais rápido - mas também coloca a matéria-prima em risco de endurecimento dentro do sistema da impressora. O sistema de impressão deve ser otimizado para entregar continuamente os materiais da matéria-prima a uma taxa constante, para que as camadas possam se fundir uniformemente.

p A geometria das estruturas produzidas é a peça final do quebra-cabeça, quando se trata de usar a impressão 3-D na construção. Quando a impressora e a matéria-prima forem configuradas corretamente, eles serão capazes de produzir blocos de construção em tamanho real com uma geometria inteligente que pode suportar cargas sem reforços. A estabilidade da forma dos filamentos em forma de treliça nesses blocos é uma parte essencial da impressão, que confere resistência e rigidez aos objetos impressos.

p Essa abordagem tripla para adaptar a manufatura aditiva para a construção pode revolucionar a indústria nos próximos dez a 15 anos. Mas antes que isso aconteça, os cientistas precisam ajustar as taxas de mistura para as matérias-primas, e refinar um sistema de impressão que pode lidar com a rápida fabricação de blocos de construção. Só então o potencial da impressão 3-D pode ser aproveitado para construir mais rapidamente, e de forma mais sustentável, do que nunca. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.