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Ao examinarmos a tag 3d printing no ArchDaily é visível como essa tecnologia tem se desenvolvido rapidamente. Se nos primeiros anos observávamos o conceito como um futuro distante ou com exemplos em pequena escala, nestes últimos temos observado construções inteiras impressas e volumes cada vez mais complexos sendo produzidos. Desenvolvido através da leitura de um arquivo de computador, a manufatura aditiva com concreto - ou outro material construtivo - apresenta inúmeras dificuldades para proporcionar um processo eficiente e que possibilite que a técnica construtiva torne-se realmente massificada. O exemplo do pavilhão impresso pelo consórcio De Huizenprinters ilustra bem este processo.
O consórcio consiste na empresa de construção Heilijgers BV, o fornecedor de concreto Van der Kamp BV, especialistas de inovação Blueways, comunidade de inovadores criativos De WAR e o processo foi iniciado em 2018 com os ensaios iniciais de desenvolvimento de concreto para fabricação aditiva robótica. "Naquela época, ainda tínhamos pouco conhecimento de robótica e uma mistura material que só podia empilhar 30 cm de altura antes de entrar em colapso." Além destes já citados, Jelle Feringa e Summum Engineering também estiveram envolvidos no projeto, fornecendo o projeto estrutural, modelagem paramétrica e engenharia.
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Novas formas de produção exigem novas formas de pensar
Uma vez que o foco central do projeto era o aprendizado, decidiu-se que todo o conhecimento gerado seria publicizado, com o intuito de contribuir com outras pesquisas e iniciativas semelhantes. O grupo decidiu compartilhar o que eles aprenderam durante o projeto através de um número de eventos de compartilhamento de conhecimento e um website em que publicaram suas descobertas. Esta informação foi publicada sob o princípio de Copyleft em oposição ao tradicional Copyright. "O compartilhamento de informações é crucial para acelerar a inovação. A invenção é indiscutivelmente nada mais do que combinar ideias existentes de uma maneira nova. Que melhor maneira de colher ideias do que em uma comunidade aberta? Neste projeto trabalhamos sob o princípio da Creative Commons 4.0 da ação e compartilhamento." Harmen Zijp, De Guerra
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Evidentemente, como esperado no processo de desenvolvimento de protótipos, diversos problemas ocorreram, que tiveram que ser corrigidos no decorrer do projeto. Questões como flutuações da temperatura no galpão ou a impossibilidade de imprimir peças grandes demais levaram a inovações no processo. Como descrito no comunicado de imprensa:
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"O que se seguiu foram vários anos de desenvolvimento da tecnologia e atualização das estratégias de projeto e fabricação. Muitas iterações de máquinas e software resultaram no desenvolvimento de um processo para acelerar fortemente a cura do concreto. Ao adicionar um acelerador no cabeçote de impressão, a mistura de concreto endurecia em questão de minutos, permitindo a produção de desenhos altamente complexos.
Imprimir a cobertura provou ser o maior desafio. O avanço veio com a segmentação de toda a estrutura em 8 partes. Embora isso resolva a questão na teoria, na prática o que resultou foi uma geometria extremamente complexa para a impressão. As impressões longas e finas aumentavam o risco de rachaduras por encolhimento, o que foi mitigado ajustando o traço do concreto, usando o composto de cura e as impressões de cobertura após a conclusão. A curvatura dupla também resultou no problema da flambagem, o que foi resolvido pela introdução de "costelas" ou reforços. Há uma diferença de altura muito grande, (80%) de uma extremidade para outra; A inclinação resultante tornou o transporte um desafio. Além disso, a forma significava que uma estratégia de impressão não plana foi necessária com a orientação correspondente do cabeçote de impressão. Ou seja, resolver uma questão importante criou uma série de novos desafios, todos os quais foram resolvidos sistematicamente.
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Estruturas de concreto impressas em 3D não necessitam de formas, o que por si já diminui muito o uso de materiais, uma vez que boa parte das formas tem uma curta vida útil. Outro agravante é que nas peças impressas em 3D atuam apenas esforços de compressão, eliminando a necessidade de incorporar aço à estrutura. Além de tornar-se potencialmente mais barato e com menor pegada de carbono, isso torna a reciclagem do concreto muito mais simples no caso de uma demolição. Futuramente, ainda espera-se trabalhar com agregados de concreto reciclados para impressão.
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O pavilhão construído, 4 anos depois, materializa todo o processo de conhecimento desenvolvido, e não demandou nenhum tipo de forma ou de vergalhões de aço. Ainda que pequeno, evidencia como a disseminação de conhecimento e investimentos em tecnologia pode exercer papel primordial no futuro do campo da construção. Inclusive, um dos resultados do projeto foi a fundação da Vertico BV, uma empresa focada em tecnologias de impressão tridimensional. "A promessa de impressão 3D em qualquer indústria é a liberdade formal com personalização de massa. Estamos apenas no começo de perceber esse potencial de concreto que nos impulsiona continuamente a melhorar nossa tecnologia". - Volker Ruitinga, fundador da empresa.