“Construyendo el Futuro: Explorando el Potencial de la Impresión 3D en la Construcción”
La fabricación de productos sólidos tridimensionales a partir de un archivo digital asistido por computadora se conoce como impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva.
Al principio, el término “impresión 3D” se refiere al proceso de depositar capas sobre capas de un material aglomerante sobre un lecho de polvo utilizando cabezales de impresora de inyección de tinta. Sin embargo, la definición ahora abarca una gama más amplia de procesos de fabricación aditiva, incluida la fusión selectiva por láser y la fabricación aditiva por haz de electrones.
A principios de la década de 1980, el inventor japonés Hideo Kodama desarrolló dos técnicas aditivas para la creación de modelos plásticos tridimensionales, lo que dio lugar a la idea de la fabricación aditiva. Creó estructuras impresas en 3D utilizando un polímero termoestable fotoendurecible.
Acceder a un informe de muestra (incluidos gráficos, cuadros y figuras): https://univdatos.com/report/3d-printing-filament-material-market/get-a-free-sample-form.php?product_id=35768
¿Qué son las impresoras 3D?
En pocas palabras, las impresoras 3D emplean CAD (Diseño Asistido por Computadora) que funciona con tecnología 3D para producir elementos 3D a partir de una variedad de materiales, incluidos plástico fundido, polvo y hormigón. Una casa impresa en 3D se puede crear utilizando una variedad de impresoras 3D, que varían en tamaño y diseño, desde pequeños modelos de construcción que caben en una mesa. Las impresoras 3D se dividen en tres categorías básicas, y todas funcionan de forma ligeramente diferente.
Tipos de impresoras 3D
·Impresoras de estereolitografía (SLA)– Las impresoras 3D que utilizan la tecnología de estereolitografía (SLA) pueden convertir resina líquida en plástico.
·Impresoras de sinterización selectiva por láser (SLS) –Impresoras SLS (sinterización selectiva por láser): Estas impresoras sinterizan partículas de polvo polimérico en estructuras sólidas utilizando un láser.
·Impresoras de modelado por deposición fundida (FDM) –Estas impresoras crean objetos en capas liberando filamentos termoplásticos fundidos a través de una boquilla calentada. El enfoque de construcción 3D es donde estas impresoras se emplean con mayor frecuencia.
¿Cómo se aplica la impresión 3D a la industria de la construcción?
Desde la década de 1980, se han planteado varias preguntas sobre la tecnología de impresión 3D. Sin embargo, el avance del propio método, que permite la construcción de objetos tridimensionales mediante la superposición de capas sucesivas de material, le ha dado una mayor relevancia. Este método de construcción es muy adaptable y puede utilizarse para construir elementos específicos del proyecto, así como una variedad de estructuras complejas en su totalidad, incluidas casas o espacios habitables, oficinas, puentes, muros, estructuras modulares, moldes de refuerzo, columnas, mobiliario urbano e incluso elementos decorativos.
Una parte importante del conocimiento necesario para implementar esta tecnología en la construcción proviene de la fase de diseño. La integración de la tecnología de impresión 3D es menos difícil porque el sector ya tiene experiencia con la fabricación asistida por ordenador y el BIM (Modelado de Información de Construcción) está floreciendo en el sector de la construcción. Una impresora 3D obtiene la información necesaria de un programa CAD o BIM, y las máquinas comienzan a superponer niveles de material de acuerdo con las señales. Esto se puede hacer utilizando una variedad de materiales, siendo el más popular una mezcla de arena, fibra, geopolímeros y hormigón.
Según una encuesta de Research and Markets, la impresión 3D ha avanzado de una manera tan positiva en los últimos diez años que se prevé que su valor de mercado en la industria de la construcción alcance hasta USD $ 1,034,096.7 mil por 2028. Esto aumenta su tasa de crecimiento anual compuesta de 2021 a 2028 en un 91.5%.
Impresión 3D en la construcción a nivel mundial
La construcción y una mejor infraestructura son cada vez más demandadas, particularmente en las grandes ciudades. En comparación con 1800, cuando solo el 3% de la población vivía en ciudades, había un 15% más de personas viviendo en ciudades en 1900. Para 2050, el Foro Económico Mundial proyecta que dos tercios de la población mundial residirá en las principales ciudades, frente al actual 55%.
Numerosas iniciativas gubernamentales que apoyan el uso de la impresión 3D se están construyendo actualmente a nivel mundial. Dubai, donde el 25% de los edificios deben crearse con tecnología de impresión 3D para 2030, es una de las ciudades que elige liderar el grupo en esta carrera.
Exhibición 1
Exhibición 2
Tecnologías disponibles para la impresión 3D en la construcción
Extrusoras de brazo robótico
Las extrusoras de brazo robótico son populares entre las tecnologías de impresión 3D que ahora están en el mercado. Esta técnica se llama fabricación de contornos. Funciona de manera similar a una impresora 3D FDM de escritorio. Los rieles se configuran en un patrón que permite que el brazo robótico los atraviese capa por capa mientras extruye el hormigón que sale de la boquilla. Este método de impresión 3D de edificios XL es el más popular.
Impresión 3D con arena
Los procesos de impresión 3D industrial como SLS (Sinterización Selectiva por Láser) y Jet Fusion son comparables al procedimiento 3D que se explica aquí. El primero en ponerlo a prueba con su impresora 3D D-Shape fue el arquitecto italiano Enrico Dini. Antes de cementar la forma de la construcción con un aglutinante, la máquina recubre la superficie con polvo de arena. Esto es comparable al funcionamiento de una impresora 3D de metal.
Tecnología metálica
WAAM (Fabricación Aditiva por Arco de Alambre) fue desarrollado por la startup holandesa MX3D para estructuras más sometidas a tensión como puentes. Un robot industrial y una máquina de soldadura fueron combinados por la empresa, y el resultado fue una impresora 3D que operaba con un software que se creó especialmente para la tarea. El robot tiene una configuración de 6 ejes para la impresión 3D de estructuras metálicas.
Beneficios de la impresión 3D para la construcción
·Flexibilidad de diseño mejorada –La creación de diseños complejos es una dificultad arquitectónica importante que la impresión 3D puede abordar. Los programas informáticos que pueden programarse para llevar a cabo diseños complejos y difíciles son utilizados por las impresoras 3D de construcción.
·Adaptación a BIM –BIM A través del uso de la tecnología 3D, el modelado de información de construcción ha transformado el diseño de edificios. Muestra imágenes de edificios y estructuras enormes antes de que se construyan realmente. Este avance puede ser avanzado por la impresión 3D de construcción integrándose con BIM y ejecutando diseños complejos con una precisión casi perfecta.
·Reducir el error humano –La base de la impresión 3D es la operación automatizada preprogramada libre de la influencia humana. Esto esencialmente elimina los errores causados por las personas. Además, las impresoras 3D no requieren mucha supervisión humana.
·Ayuda para la construcción de edificios ecológicos –El tipo de construcción más popular está cambiando rápidamente hacia la construcción ecológica. Las empresas de construcción han comenzado a utilizar métodos de construcción ecológica como resultado de la creciente conciencia sobre el cambio climático. Al usar materiales de construcción desechados y reutilizados para producir estructuras impresas en 3D, las impresoras 3D pueden desempeñar un papel importante en este esfuerzo.
Inconvenientes de las construcciones impresas en 3D
·Alto consumo de energía –Las impresoras 3D utilizan más electricidad que cualquier otra técnica de construcción tradicional. Además del costo ambiental de producir electricidad con una capacidad tan alta, satisfacer una demanda de energía tan grande es costoso.
·Las impresoras 3D son caras –Actualmente no es económicamente factible utilizar la impresión 3D porque la tecnología aún está en sus inicios. La inversión inicial requerida para configurar una instalación de impresión 3D para la construcción de estructuras es significativa y, en su configuración actual, es demasiado costosa para implementarla en el sector de la construcción primaria.
·Escasez de materiales –Los suministros de construcción regulares no se pueden utilizar con impresoras 3D. Las impresoras 3D requieren materiales especializados, que aún no se utilizan ampliamente. Debido al aumento significativo del costo del material debido a la escasez y a la costosa impresora, no es factible emplearla para la construcción a gran escala.
Tamaño del mercado de la impresión 3D en la construcción
1. Casa familiar impresa en 3D en Moscú
Una casa impresa en 3D fue construida en Moscú por la empresa de tecnología estadounidense Apis Cor. La casa es la primera de su tipo en utilizar la automatización en la construcción de viviendas y es idéntica a cualquier otra estructura de hormigón. El costo total de la construcción fue de menos de $10,000.
2. El edificio impreso en 3D más grande del mundo en Dubái
Recientemente, ha habido nuevos avances tecnológicos en el Medio Oriente, especialmente en los Emiratos Árabes Unidos. El Libro Guinness de los Récords Mundiales ya ha verificado la afirmación del Emirates Tower Complex de ser el edificio impreso en 3D más grande del mundo, continuando esta tendencia en la impresión 3D. El edificio de dos pisos, construido por Apis Cor, tiene una superficie de 640 m2 y una altura de 9,5 m.
3. Casas Impresas en 3D en América del Norte y el Caribe
Comunidades y organizaciones sin fines de lucro de todo el mundo están empleando la tecnología de impresión 3D de hormigón para resolver la crisis de la vivienda asequible. Por ejemplo, New Story, una organización sin fines de lucro, construyó la primera casa impresa en 3D de México en un tiempo récord de 24 horas. Desde entonces, la empresa ha construido vecindarios con 2.000 viviendas, todas ellas construidas utilizando la técnica de construcción de impresión 3D.
El futuro
Un número creciente de proyectos en todo el mundo muestra que las estructuras de impresión 3D tienen el potencial de ser una tecnología revolucionaria que cambiará la industria y que abordará varios problemas que ahora plagan el sector de la construcción. El nivel de ambición es enorme; por ejemplo, se espera que el 25% de las nuevas estructuras en Dubái se impriman en 3D para 2030. Por decirlo suavemente, el uso de la impresión 3D en el sector de la construcción tiene un futuro prometedor.
Conclusión
La industria de la construcción está lista para la innovación, a pesar de que la impresión 3D aún tiene muchos problemas de larga data. Los métodos de construcción tradicionales pueden ser ineficientes, costosos, consumir mucho tiempo y ser perjudiciales para el medio ambiente. Gracias a la precisión, la velocidad y la fiabilidad de la impresión 3D, los ingenieros civiles tienen numerosas oportunidades para abordar estos desafíos y quizás hacer que sea más fácil y asequible diseñar y construir estructuras habitables.
Autor: Sonu Kumar Sah
Para más detalles Contacto:
UnivDatos Market Insights
C80B, Sector-8, Noida,
Uttar Pradesh 201301
Para consultas relacionadas con ventas, por favor contáctenos en [email protected]