O uso de Impressora 3D na Construção Civil

O uso de Impressora 3D na Construção Civil

Cada vez mais as impressoras 3D estão ganhando espaço no mercado e, no que diz respeito à construção civil, não é diferente. Atualmente, casas e prédios já foram construídos inteiramente por impressoras 3D e a tendência é que isso se torne algo mais comum.

Mesmo parecendo algo atual, a primeira impressora 3D completou 30 anos em 2014. Esta tecnologia de impressão em três dimensões foi desenvolvida em 1984, através de princípios da estereolitografia, pelo americano Chuck Hull. Inicialmente, a impressora tinha como objetivo realizar duas funções principais, sendo elas a criação de lâmpadas para solidificação de resinas e a confecção de peças poliméricas com maior rapidez. As lâmpadas foram os primeiros objetos confeccionados com a impressora, mas seu maior êxito foi nas impressões das peças de plástico. Estes objetos demoravam em média de seis a oito semanas para ficarem prontos, mas com o uso das impressoras o tempo foi reduzido e a precisão aumentada. Posteriormente, essa tecnologia foi aprimorando-se até tornar-se as modernas impressoras que conhecemos hoje.

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Figura 1 – Chuck Hull (à esquerda). Fonte: Techtudo, 2014.

No que diz respeito ao funcionamento, a grande evolução está no fato de que através destas máquinas não é mais necessário realizar um projeto para cada vista, sendo este posteriormente confeccionado por alguém capacitado para esta função. Agora é possível utilizar um programa de modelagem 3D e enviar o projeto diretamente para a impressora, que confeccionará o objeto. Através desse sistema, garante-se uma maior precisão na execução do projeto, pois os possíveis erros que ocorreriam durante a fabricação são reduzidos, uma vez que a máquina segue exatamente as instruções do material que lhe foi fornecido.

Ao receber as instruções as impressoras podem operar de diversas maneiras, em geral, elas dividem a peça em várias camadas, as quais serão impressas de baixo para cima. O material também pode ser aplicado de várias formas, a mais tradicional consiste na sobreposição de diversas camadas, que são coladas por meio de um cartucho que possui uma cola especial. O segundo método consiste na aplicação de jatos de material em pó, que são unidos por meio do conteúdo de um cartucho com material adesivo, este é o método de impressão mais rápido. Existe também outra técnica que utiliza como matéria prima materiais sólidos, que são fundidos até atingirem uma viscosidade ideal para a máquina. O tempo de execução varia de horas a dias, dependendo da complexidade do projeto e do método de impressão utilizado.

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Figura 2 – Parede confeccionada com impressora 3D, com destaque para as camadas. Fonte: 3DPrint, 2015.

Agora esta tecnologia está chegando à construção civil, através de estudos realizados por Behrokh Khoshnevis, professor do Instituto das Ciências da Informação da Escola Viterbi para a Engenharia, da Universidade do Sul da Califórnia, nos Estados Unidos. Ele é o responsável pela criação da Contour Crafting (Construção por Contornos), uma técnica que utiliza uma impressora 3D de grande dimensão para a construção civil. Esta máquina corresponde a um protótipo gigante ou guindaste, controlados através de um computador. Com ela, é possível construir edifícios sem a necessidade de recorrer à força humana.

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Figura 3 – Impressora utilizada para a Contour Crafting. Fonte: Engiobra, 2015.

Inicialmente, a ideia do Contour Crafting tinha como objetivo a construção de moldes industriais. Contudo, Khoshnevis decidiu expandir suas pesquisas e estender essa tecnologia para a construção civil. Sua ideia inicial foi utilizar a técnica de construção por contornos para o processo de construção. Algo que seria especialmente útil para regiões atacadas por algum tipo de catástrofe natural, onde seria necessária a construção de moradias rapidamente.

A Contour Crafting funciona de maneira similar às impressoras 3D comuns, realizando a impressão de baixo para cima. Quanto aos materiais, inicialmente usava-se apenas cimento, mas atualmente já é possível adicionar outros componentes, como o aço, por exemplo. A grande vantagem de utilizar esta tecnologia consiste na possibilidade de adicionar elementos no início da construção. A canalização e as linhas de energia e comunicação são facilmente adicionadas durante a construção das paredes. Além disso, este método reduz em muito a produção de detritos, tornando a obra mais econômica e sustentável.

Um exemplo da aplicação deste método de construção ocorreu na China, onde um prédio de cinco andares foi construído inteiramente pelo uso de impressora 3D. Para a realização desta obra foi necessária uma impressora de grandes dimensões (6,6 metros de altura, 10 metros de largura e 40 metros de comprimento), que foi responsável pela confecção dos contornos do edifício e de peças para a sua montagem. Outro fator interessante é a utilização de materiais não convencionais, dentre eles destaca-se uma mistura de solo e resíduos de construções industriais, como o vidro, que é adicionado em uma base de cimento com secagem rápida.

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Figura 4 – Edifício construído com impressora 3D. Fonte: 3DPrint, 2015.

Mesmo estando em estado inicial, muitas empresas e entidades já perceberam o potencial desta tecnologia e vêm realizando investimentos. Entre elas, destaca-se a Caterpillar Inc., que desde 2008 financia o projeto. Isso evidencia a importância desses estudos e as mudanças que podem ocorrer no cenário da construção civil nos próximos anos.

Autoria: Pâmela Betiatto

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