Stampare case in 3D è possibile: gli esempi in Africa e a Dubai

La stampa 3D è una tecnologia che consente di realizzare prototipi tridimensionali a partire da modelli digitali progettati al computer. In questo articolo approfondiremo come questa tecnica è stata applicata al settore edile per costruire, o “stampare”, delle abitazioni mediante delle stampanti 3D. Queste soluzioni permettono di costruire edifici come abitazioni e scuole anche in zone particolarmente povere del mondo, dato che hanno un costo più basso rispetto agli edifici costruiti in modo tradizionale.

Vediamo come si costruiscono gli edifici costruiti in 3D e alcuni esempi notevoli nel mondo.

Come si “stampa” una casa e perché conviene

Concettualmente il funzionamento di una stampante 3D per abitazioni è analogo, seppur con le dovute proporzioni, a quello di una stampante 3D classica. Si parte da un progetto al computer in cui sono impostati i dati relativi alla costruzione: dimensioni, diametro dell'estrusione, materiale da utilizzare, geometrie varie. Successivamente,  grazie al processo di estrusione a freddo la stampante procede alla costruzione, strato su strato, di quella che diverrà la muratura dell'abitazione. Per farlo, come nella stampa 3D classica, un macchinario estrude da un ugello una sostanza liquida che può essere calcestruzzo o argilla. Questo tipo di operazioni prende il nome di manifattura additiva.

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Le tipologie di stampanti 3D più diffuse in questo settore sono due: le stampanti 3D “a gru” e quelle “a braccio robotico”. Nelle stampanti a gru si ha una struttura sopraelevata che sorregge la testa che ha quindi la possibilità di muoversi su due dei tre assi cartesiani; la struttura di questo tipo di stampanti può muoversi lungo binari longitudinali per consentire alla testa di muoversi lungo il terzo asse.

Nella stampanti 3D a braccio robotico, la testa di stampa è invece posta all'estremità di un braccio robotico in grado di allungarsi, ruotare, alzarsi e abbassarsi. Questa soluzione consente la massima flessibilità nel posizionamento della testa durante le varie fasi di stampa.

Rispetto a soluzioni di costruzione tradizionali la stampa 3D garantisce alcuni vantaggi come:

1. riduzione dell'impatto ambientale ed economico;
2. maggiore rapidità di realizzazione;
3. flessibilità nel design (maggiore complessità e precisione raggiungibile);
4. abbattimento della quota di spreco di materiale da costruzione;
5. meccanizzazione di lavori pesanti precedentemente affidati interamente all'uomo e relativa riduzione di rischio di infortuni annessi.

Alcuni esempi edifici realizzati in 3D

L'edilizia prodotta con stampanti 3D è ancora una novità, ma esistono alcuni esempi notevoli in due luoghi del mondo nettamente diversi: il Malawi e Dubai. Vediamoli più nel dettaglio.

La prima scuola stampata in 3D, in Africa

La scuola è stata costruita nel distretto di Salima del Malawi e le sue pareti sono state stampate in sole 18 ore, mentre con i materiali da costruzione convenzionali ci sarebbero voluti diversi giorni. Questa settimana la scuola è stata ufficialmente trasferita alla comunità del villaggio di Kalonga, nella zona Yambe del distretto di Salima.

Solo nel Malawi, l’UNICEF stima una carenza di 36.000 aule, la cui costruzione richiederebbe 70 anni utilizzando metodi convenzionali. Secondo la società che ha prodotto questa scuola stampandola in 3D, questo divario infrastrutturale potrebbe essere colmato in soli 10 anni con la stampa 3D.

Il primo edificio commerciale stampato in 3D, a Dubai

La Dubai Future Foundation (DFF) è stata ufficialmente riconosciuta come nuova detentrice del titolo Guinness World Records per aver costruito il primo edificio commerciale al mondo stampato in 3D.

Creato con una sola stampante 3D, la sua costruzione ha utilizzato il 50% in meno di manodopera rispetto agli edifici convenzionali di dimensioni comparabili e ha prodotto il 60% in meno di rifiuti edili. Nel complesso, ci sono voluti 17 giorni per la stampa, due giorni per l'installazione e tre mesi per le rifiniture e la cura del verde attorno all'edificio. Oggi, l'ufficio ospita la Dubai Future Academy (DFAc), un centro che cerca di preparare generazioni di leader con le competenze e gli strumenti per comprendere e adottare le tecnologie emergenti, nonché per affrontare le sfide future che il nostro mondo si trova ad affrontare oggi.

Gli Emirati Arabi si sono proposti di iniziare a stampare in 3D almeno il 25% degli edifici a partire dal 2025.