Início » Você já imaginou o que é possível fazer com uma impressora 3D?
Até bem pouco tempo era difícil imaginar que uma impressora pudesse mudar a forma como objetos são feitos. Pequenos, grandes, dos mais variados formatos, passaram a ser criados por impressoras 3D.
Elas têm revolucionado o mercado de tal forma que até mesmo residências já podem ser impressas de forma muito acessível. Hoje, o custo dessas impressoras vem barateando cada vez mais. Se na década de 90 era preciso desembolsar em torno de um milhão de dólares por uma delas, agora, pouco mais de duas décadas depois, existem modelos que podem ser adquiridos por menos de mil dólares.
A impressão 3D funciona basicamente através da adição de camadas sobrepostas. Os objetos são impressos camada por camada, até serem moldados a forma final que deve ser previamente criada e inserida no software da impressora.
Imagine adquirir um modelo de roupa pela internet e imprimi-lo na sua casa? Em 2011, os vestidos 3D da holandesa Iris Van Herpen estiveram entre as 50 melhores invenções da revista americana Time. Ao invés de prancheta e tesoura, ela usou computador e impressora para criar roupas, sapatos e acessórios.
Fonte: reviewjournal.com (https://goo.gl/aU5Abr)
E que tal, quando bater aquela fome, ao invés de cozinhar ou ir até o mercado comprar comida, você possa simplesmente imprimir o alimento? Isto já é quase possível. O projeto Cornucópia, criado pelo designer brasileiro Marcelo Coelho e o engenheiro israelense Amit Zoran, é composto por uma impressora 3D de alimentos, um braço robótico para prepará-los e um mixer.
A impressora utiliza como ferramenta cápsulas semelhantes a cartuchos de tinta, usados em impressoras de jato de tinta, com ingredientes para preparar um prato. Nela, existe uma tela touchscreen em que você mesmo seleciona o alimento.
Fonte: oficinadanet.com.br (https://goo.gl/nHA4xL)
E até na construção civil
Com tudo isso, será que não é possível utilizarmos essa tecnologia para imprimir residências? A resposta é sim! Na China, casas foram construídas com módulos de paredes criados por uma impressora 3D. O material utilizado foi uma mistura de concreto e fibra de vidro. A empresa afirma que é possível construir até dez casas em 24 horas.
Mas não para por aí! Um prédio também foi construído com tecnologia de impressão 3D. O edifício possui cinco pavimentos, sendo que resíduos da construção civil foram utilizados juntamente com o cimento para a impressão da estrutura, que também foi reforçada com aço.
Em Dubai, já existe um prédio utilizado como escritório e considerado o primeiro edifício funcional impresso em 3D. A construção tem em torno de 250m², demorou 17 dias para ser impressa, dois dias para ser montada e teve um custo de 140 mil dólares ($ 560/m²). O trabalho envolvido, desde o monitoramento da impressora até a construção em si, resumiu-se a um grupo de sete pessoas para instalação dos componentes do prédio e mais uma equipe de dez especialistas em engenharia elétrica e mecânica. O custo com a mão de obra foi reduzido em mais de 50%, quando em comparação com os edifícios convencionais de tamanho similar.
O governo de lá prevê que até 2030, um quarto dos prédios construídos em Dubai sejam feitos utilizando a impressão 3D. O plano tem como objetivo reduzir até 70% o custo da construção, 80% do custo da mão de obra e demorar um décimo do tempo que seria necessário se fossem utilizados os métodos tradicionais.
Fonte: computerhoy.com (https://goo.gl/tygfLf)
Mas como funciona essa construção?
Em todos os casos citados, as peças foram impressas fora do canteiro de obras e depois transportadas para o local. Mas já existem diversos projetos, inclusive no Brasil, em desenvolvimento, e alguns até em execução (impressão e ajuste do concreto) para a impressão ocorrer diretamente no canteiro de obras.
Um projeto bastante interessante é o do norte-americano Dr. Behrokh Khoshnevis, chamado Contour Crafting. Ele desenvolveu uma impressora capaz de lançar o concreto, de acordo com o modelo 3D, fazer a inserção do aço, das tubulações e dos dutos elétricos.
Instalação elétrica, hidráulica e do aço:
Impressão das paredes:
A desvantagem do Contour Crafting é o tamanho da impressora, o que dificulta o transporte, a instalação e no caso da construção de edifícios mais altos, sua elevação. Por isso, uma outra empresa, chamada Apis Cor, desenvolveu uma impressora menor, com 4×1,6×1,5 metros e 2 toneladas, que pode ser facilmente transportada e instalada, e é capaz de imprimir, a partir de um único ponto, uma área de 132 m². Quando o primeiro andar for concluído, é só mover a impressora para o próximo pavimento, e assim por diante.
Etapas, de acordo com a empresa
O primeiro passo é preparar o canteiro. O ponto de instalação da impressora e os cantos da construção devem ser marcados.
Fonte: apis-cor.com
Com a definição dos pontos já é possível instalar a impressora, para isso é necessário o auxílio de um guindaste. Juntamente com ela deve-se realizar a instalação da unidade de mistura e suprimento do concreto, esse equipamento mistura o pó com a água e lança para a impressora.
Após todas as conexões realizadas, é preciso nivelar a impressora com o solo. Para isso, é só apertar um botão no painel que ela automaticamente se alinhará. O desnível pode ser de no máximo 5º.
O próximo passo é fazer o upload do modelo 3D da construção, através de uma conexão USB e alinhá-la com os pontos pré-determinados. Também é preciso mover o extrusor da impressora, utilizando o controle remoto ou o painel, para o marco inicial, sendo que o operador deve instalar um aparelho ultrassônico que permite a impressora analisar a superfície do local e fazer um mapa do relevo. Esse mapa será utilizado para que a impressora possa compensar todas as rugosidades e buracos existentes.
A partir daí a impressão já pode iniciar! A impressora começa imprimindo a forma da fundação e o operador vai colocando as inserções de fibra de vidro e os reforços conforme o projeto. O sistema avisa o operador da necessidade dessas instalações e não prossegue caso elas não estejam de acordo.
A impressão das paredes é muito similar a impressão da fundação. Caso seja necessário, é possível realizar simultaneamente com a impressão das paredes, a impressão de uma forma de reforço estrutural, que será preenchida com concreto mais denso. Para isso, são instalados moldes plásticos para a instalação dos vergalhões. Também são instalados reforços horizontais.
Quando a impressora chega na altura das janelas e portas ela deixa uma área sem impressão para que as vergas sejam instaladas.
Podem ser instaladas também camadas antitérmicas e de isolamento acústico.
A impressora também deixa os espaços pré-determinados para a passagem da tubulação e dos fios.
A laje entre pavimentos ou de cobertura tem um núcleo oco e é instalada diretamente nas paredes impressas.
• Não há desperdício de material;
• Diminuição significativa de mão de obra e de erros de execução;
• Redução do tempo de construção. Uma casa de 100m² pode ser impressa em um dia;
• O consumo da impressora é de 8KW;
• O material utilizado é misturado no local, possui características similares ao concreto M250 e resistência da classe B20. Uma parede sem reforços suporta 550kN.
• As paredes não precisam ser retas. Elas podem ser feitas em qualquer formato sem que haja adição de custo por isso, dessa forma, os projetos podem se tornar mais adaptados às condições locais, como vento e posição do sol, e também ter um design diferenciado;
• A promessa da empresa é que as residências podem durar até 175 anos.
• Podem ser usadas mais de uma impressora ao mesmo tempo, para cobrir uma área de impressão maior.
• As paredes possuem isolação térmica e acústica. A resistência ao calor da parede abaixo é de 3.38 m².⁰C/W.
A impressora só pode ser utilizada com um concreto específico para não danificar o equipamento;
A impressão das lajes entre pavimentos e dos telhados ainda está sendo desenvolvida;
Se pegarmos como exemplo a parede da figura abaixo, com 300mm de espessura, 1m² de parede requer 0.093m³ de concreto. O custo do concreto é de 6.000 a 9.000 rubles (331,00 a 496,50 reais) por metro cúbico. Portanto, 1m² de parede custa de R$ 30 a R$ 46.
Existem outras formas que podem ser utilizadas, que podem economizar material:
A grande maioria das indústrias já passou pelo processo de automatização, porém a indústria da construção civil ainda utiliza métodos construtivos muito similares aos usados há 2.600 anos a.C., que consistia no empilhamento de tijolos cozidos. Por isso, essa tecnologia chega em um momento muito promissor, o mercado já está fazendo a transição dos desenhos tradicionais em 2D para modelos 3D, através da tecnologia BIM. Dessa forma a impressão pode ser realizada facilmente a partir desses modelos BIM, reduzindo custos, desperdícios, erros, prazos, acidentes de trabalho e otimizando cada vez mais o processo construtivo.
6º Período – UNISOCIESC
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