Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) ha desarrollado una tecnología mediante la cual dos robots pueden trabajar al unísono para imprimir en 3D una estructura de hormigón. Este método de impresión 3-D concurrente, conocida como impresión de enjambre, allana el camino para que un equipo de robots móviles imprima estructuras aún más grandes en el futuro. Desarrollado por el profesor asistente Pham Quang Cuong y su equipo en el Centro de Singapur de NTU para la impresión 3-D, esta nueva tecnología multi-robot se informa en Automatización en la construcción . El científico de NTU también estuvo detrás del proyecto Ikea Bot a principios de este año, en el que dos robots montaron una silla Ikea en unos nueve minutos.

Usando una mezcla de cemento especialmente formulada adecuada para impresión 3D, Este nuevo desarrollo permitirá diseños de hormigón únicos actualmente imposibles con la fundición convencional. Las estructuras también se pueden producir bajo demanda y en un período mucho más corto.

En la actualidad, La impresión 3D de grandes estructuras de hormigón requiere impresoras enormes que son más grandes en tamaño que los objetos impresos, lo cual es inviable ya que la mayoría de los sitios de construcción tienen limitaciones de espacio. El uso de varios robots móviles que pueden imprimir en 3D en sincronía significa que las estructuras grandes y las fachadas especialmente diseñadas se pueden imprimir en cualquier lugar. siempre que haya suficiente espacio para que los robots se muevan por el lugar de trabajo.

Los robots NTU imprimieron en 3D una estructura de hormigón de 1,86 mx 0,46 mx 0,13 m en ocho minutos. Se necesitaron dos días para endurecer y una semana para que alcanzara su máxima resistencia antes de que estuviera listo para la instalación.

"Imaginamos un equipo de robots que se pueden transportar a un lugar de trabajo, imprimir grandes piezas de estructuras de hormigón y luego pasar al siguiente proyecto una vez que se hayan impreso las piezas, ", explicó el profesor asistente Pham de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de NTU.

"Esta investigación se basa en el conocimiento que hemos adquirido al desarrollar un robot para ensamblar de forma autónoma una silla Ikea. Pero este último proyecto es más complejo en términos de planificación, ejecución, ya una escala mucho mayor ".

Imprimir estructuras de hormigón simultáneamente con dos robots móviles fue un gran desafío, ya que ambos robots tienen que moverse a su lugar e imprimir sus piezas sin chocar entre sí. Tampoco es aceptable imprimir la estructura de hormigón en segmentos, ya que las juntas entre las dos partes no se unirán correctamente si el hormigón no se superpone durante el proceso de impresión. Este proceso de varios pasos comienza mapeando el diseño que se imprimirá y asignando una parte específica de la impresión a un robot. Luego utiliza un algoritmo especial para garantizar que cada uno de los brazos del robot no colisione durante la impresión simultánea.

Usando un posicionamiento de ubicación preciso, los robots luego se mueven a su lugar e imprimen las piezas en buena alineación, asegurándose de que las juntas entre las partes separadas se superpongan. Finalmente, La mezcla y el bombeo de la mezcla de concreto líquido especializado deben combinarse de manera uniforme y sincronizada para garantizar la consistencia. Profesor Chua Chee Kai, director ejecutivo del Centro de Singapur para la Impresión 3D, dijo que las tecnologías disruptivas de la Industria 4.0, como la fabricación aditiva, pueden avanzar aún más cuando se combinan con otras tecnologías innovadoras como la robótica, AI, ciencia de materiales y técnicas de fabricación ecológicas.

"Este proyecto de impresión con varios robots es muy interdisciplinario, requiriendo que los especialistas en robótica trabajen con científicos de materiales para hacer concreto imprimible. Para lograr el resultado final de una estructura de hormigón resistente, tuvimos que combinar su experiencia con ingenieros mecánicos y expertos en ingeniería civil. Esta innovación demuestra a la industria lo que es factible ahora, y demuestra lo que es posible en el futuro si somos creativos en el desarrollo de nuevas tecnologías para aumentar los métodos de construcción y edificación convencionales ".

Avanzando el equipo de investigación de NTU buscará integrar aún más robots para imprimir estructuras a mayor escala, optimizar el algoritmo de impresión para un rendimiento constante y mejorar el material de hormigón para un curado más rápido.