La Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza) y su departamento Digital Building Technologies (DBT), en colaboración con FenX AG, investiga el uso de la impresión 3D de espumas minerales sin cemento a partir de residuos reciclados para la construcción de paredes monolíticas, livianas y aisladas. Su objetivo es reducir la cantidad de material, mano de obra y costos necesarios para las piezas de construcción a medida aprovechando la fabricación sin moldes mediante la impresión robótica 3D a gran escala.
El uso de materiales porosos con diferentes densidades proporciona aislamiento y resistencia donde sea necesario, lo que puede reducir la energía operativa que se necesita para calentar los edificios. Constar de un solo material con diferentes densidades facilita la futura reutilización y reciclaje de piezas de construcción. Además, las espumas minerales sin cemento de FenX tienen una huella de carbono menor que el hormigón celular o las espumas plásticas.
Piezas impresas en 3D
Airlements es un conjunto de cuatro piezas impresas en 3D de dos metros de altura y el prototipo más grande concebido en esta investigación. Todas las piezas se imprimieron en 3D en menos de una hora y se endurecieron durante una semana dentro del entorno de fabricación con una temperatura controlada de 20 a 28 °C y una humedad relativa del 20 al 70%.
Por lo tanto, no se requiere ningún procesamiento que consuma mucha energía, lo que supone un avance respecto a investigaciones anteriores que utilizaban espumas minerales sin cemento. La textura ondulada de las impresiones resulta del diseño del recorrido que aumenta la resistencia durante el endurecimiento y de la pieza final.
Cada uno de los cuatro segmentos huecos pesa solo 25 kg y puede ser manipulado por una sola persona. El núcleo hueco se puede vaciar con espuma mineral para crear un sistema monolítico junto con la cubierta protectora de yeso sin cemento para su aplicación como paredes exteriores no estructurales. La fundición también permite la integración de instalaciones de refuerzo e infraestructuras y podría ampliar el campo de aplicaciones.
El desarrollo futuro se centrará en aumentar la capacidad de carga de los elementos resultantes y la precisión de fabricación del sistema de impresión 3D. El prototipo de Airlements representa un hito importante en la investigación sobre la fabricación digital con materiales espumados.