Pesquisadores do Centro de Pesquisa SEAM introduziram novas aplicações para Fabricação de aditivos para extrusão de parafuso (SEAM), com foco na sua utilização na construção.
No centro deste desenvolvimento está a impressora de portal Epic3D, um sistema capaz de produzir componentes plásticos de grande formato para aplicações como elementos de fachadas, cercas e portões. Usando um processo de deposição contínua e estruturas de reforço, esta tecnologia fornece componentes duráveis e resistentes às intempéries, feitos sob medida para aplicações de construção ao ar livre.
Trabalhando com Wirth & Co., Instituto Fraunhofer de Máquinas-Ferramenta e Tecnologia de Conformação (IWU) está usando essa abordagem para produzir elementos de fachada em grande escala que atendam aos padrões de segurança contra incêndio, UV e resistência às intempéries. De acordo com a equipe, a tecnologia SEAM aborda desafios de longa information na fabricação aditiva, incluindo as restrições de pequenas plataformas de construção e a dependência de processos lentos e caros baseados em filamentos. Ao adotar granulado como materials de impressão, a SEAM permite uma produção mais rápida e econômica de componentes personalizados.
A Fraunhofer IWU planeja apresentar seus mais recentes desenvolvimentos em tecnologia SEAM no Formulário próximo 2024 feira comercial. Liderada pelo Dr. Martin Kausch Chefe do Departamento de Compósitos de Fibra-Plástico Sustentáveis, a equipe de pesquisa apresentará seu trabalho no Corridor 11.0, Estande E38, e no Corridor 11.0, Estande C29, em colaboração com Metrô.
Os participantes terão a oportunidade de explorar como a impressão 3D baseada em granulados está sendo aplicada à construção, incluindo a fabricação de fachadas, e seu potencial para remodelar a indústria.
Dr. Kausch disse: “Tornamos o design sofisticado acessível. O toque pessoal no design de fachadas também pode ser alcançado na fabricação tradicional. Mas apenas com processos como o SEAM é que é rentável.”
Personalização e versatilidade na tecnologia SEAM
A personalização é uma vantagem significativa do SEAM, especialmente para a criação de elementos de fachada com texturas complexas ou formas únicas, como logotipos de empresas. Este processo utiliza um parafuso de extrusão modificado para derreter e depositar granulado camada por camada na plataforma de construção.
Ao contrário dos métodos tradicionais, como laminação de fibras e processos de conformação, o SEAM elimina a necessidade de moldes, reduzindo custos e tempo de produção. A capacidade de usar materiais pré-coloridos também elimina a necessidade de etapas adicionais de revestimento, agilizando o processo geral.
Três sistemas desenvolvidos em colaboração com Metrô e Tecnologias 1A expandir o potencial de aplicação do SEAM. Estes incluem Epic3D, METROM P1410 e SEAMHex. Entre eles, o Epic3D se destaca pela capacidade de produção em grandes formatos, apoiada em uma plataforma de construção de 2 metros por 1,7 metros. Complementando isso, o METROM P1410 traz versatilidade adicional ao integrar etapas de processamento como fresamento, ampliando seu potencial de aplicação.
Por último, o SEAMHex emprega um sistema cinemático paralelo exclusivo de seis eixos que proporciona alta dinâmica e flexibilidade de movimento, garantindo posicionamento excepcional e precisão de trajetória. Esse design garante posicionamento e precisão de trajetória excepcionais, ao mesmo tempo que reduz a massa móvel, resultando em uma produção confiável e eficiente de componentes de médio porte. Juntos, esses sistemas atendem a uma ampla gama de necessidades de fabricação com precisão e adaptabilidade.
Florian Stöckel, diretor administrativo da Wirth & Co. GmbH, sublinhou a importância da colaboração com a Fraunhofer IWU no aprimoramento do processo SEAM para aplicações de construção. Ele explicou que a impressora de portal Epic3D desempenha um papel essential ao permitir novas possibilidades de design para a construção de fachadas.
Stöckel observou que a parceria se concentra na otimização de vários aspectos, incluindo design, materiais e o próprio processo de impressão 3D. Ele também destacou que o investimento da empresa no sistema Epic3D representa um passo para tornar a fabricação aditiva mais adequada para a produção de componentes de construção.
Ampliando as fronteiras da pesquisa em construção
Além do SEAM, outras pesquisas destacam o cenário em evolução da fabricação aditiva na construção. Um exemplo notável inclui Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e pesquisadores da Evenline que estudaram a viabilidade do uso impressão 3D em vidro para criar unidades de alvenaria interligadas. Publicado em Natureza Springeresta pesquisa destaca como o vidro AM pode aumentar a flexibilidade do projeto e reduzir os custos de ferramentas em comparação com os métodos tradicionais.
Usando a impressora G3DP3, a equipe desenvolveu unidades modulares de alvenaria testadas em três métodos de fabricação: Totalmente Oco, Impresso-Solid e Totalmente Impresso. As descobertas revelaram resistências e precisões de superfície variadas, com unidades Absolutely Hole apresentando o mais alto desempenho estrutural. De acordo com a equipe, este estudo enfatiza o potencial do vidro AM para construção reciclável e sustentável, embora seja necessário refinamento adicional para aplicações em grande escala.
Em outro lugar, Universidade da Virgínia (UVA) pesquisadores desenvolveram um compósito cimentício sustentável para impressão 3D incorporando nanoplacas de grafeno (GNPs) em argila calcinada com calcário (LC2). Liderada pelo professor Osman Ozbulut, esta pesquisa melhora a integridade estrutural e o desempenho ambiental, aumentando a resistência à compressão em 23% com apenas 0,05% do PIB, ao mesmo tempo que melhora a capacidade de impressão.
Uma Avaliação do Ciclo de Vida revelou uma redução de 31% nas emissões de gases com efeito de estufa em comparação com as misturas tradicionais à base de cimento. Conduzido em conjunto com o Virginia Transportation Analysis Council, o estudo posiciona o LC2 aprimorado com grafeno como um materials promissor para construção sustentável, especialmente em infraestrutura de transporte.
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A imagem em destaque mostra o SEAM Analysis Heart: Epic3D (canto inferior esquerdo), METROM P1410 (centro) e SEAMHex. Foto by way of Fraunhofer IWU.