ScanDrone (izquierda) y BuilDrone (derecha). Crédito:University College London, Departamento de Ciencias de la Computación, Londres. Dr. Vijay M. Pawar y Robert Stuart-Smith, Laboratorio de fabricación autónomo.
La tecnología, que ha sido probada en el laboratorio, podría usarse en última instancia para fabricar y construir en lugares peligrosos o de difícil acceso, como edificios altos, o ayudar con la construcción de socorro después de un desastre, dicen los investigadores.
La impresión 3D está ganando impulso en la industria de la construcción. Tanto in situ como en la fábrica, los robots estáticos y móviles imprimen materiales para su uso en proyectos de construcción, como estructuras de acero y hormigón.
Este nuevo enfoque de la impresión 3D, liderado en su desarrollo por Imperial y Empa, los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales, utiliza robots voladores, conocidos como drones, que usan métodos de construcción colectiva inspirados en constructores naturales como abejas y avispas que trabajan juntas. para crear estructuras grandes e intrincadas.
Los drones de la flota, conocidos colectivamente como Fabricación aditiva aérea (Aerial-AM), trabajan de manera cooperativa a partir de un solo modelo, adaptando sus técnicas a medida que avanzan. Son completamente autónomos mientras vuelan, pero son monitoreados por un controlador humano que verifica el progreso e interviene si es necesario, según la información proporcionada por los drones.
El autor principal, el profesor Kovac, del Departamento de Aeronáutica de Imperial y del Centro de Tecnología y Materiales de Robótica de Empa, dijo:"Hemos demostrado que los drones pueden funcionar de forma autónoma y en conjunto para construir y reparar edificios, al menos en el laboratorio. Nuestra solución es escalable y podría ayudarnos a construir y reparar edificios en áreas de difícil acceso en el futuro".
Impresión de geometrías 3D
Aerial-AM utiliza tanto un marco de impresión 3D como de planificación de rutas para ayudar a los drones a adaptarse a las variaciones en la geometría de la estructura a medida que avanza la construcción. La flota consta de BuilDrones, que depositan materiales durante el vuelo, y ScanDrones de control de calidad que miden continuamente la producción de BuilDrones e informan sus próximos pasos de fabricación.
Para probar el concepto, los investigadores desarrollaron cuatro mezclas cementosas a medida para que los drones las construyeran.
A lo largo de la construcción, los drones evaluaron la geometría impresa en tiempo real y adaptaron su comportamiento para garantizar que cumplieran con las especificaciones de construcción, con una precisión de fabricación de cinco milímetros.
Las impresiones de prueba de concepto incluyeron un cilindro de 2,05 metros de alto (72 capas) con un material de espuma a base de poliuretano y un cilindro de 18 centímetros de alto (28 capas) con un material cementoso estructural diseñado a medida.
La tecnología ofrece posibilidades futuras para construir y reparar estructuras en lugares altos o de difícil acceso. A continuación, los investigadores trabajarán con empresas constructoras para validar las soluciones y brindar capacidades de reparación y fabricación.
El profesor Kovac dijo:"Creemos que nuestra flota de drones podría ayudar a reducir los costos y los riesgos de la construcción en el futuro, en comparación con los métodos manuales tradicionales".
Drone con estructura de espuma. Crédito:University College London, Departamento de Ciencias de la Computación, Londres. Dr. Vijay M. Pawar y Robert Stuart-Smith, Laboratorio de fabricación autónomo.
construirdrone. Crédito:University College London, Departamento de Ciencias de la Computación, Londres. Dr. Vijay M. Pawar y Robert Stuart-Smith, Laboratorio de fabricación autónomo.
Impresión 3D con material cementoso. Crédito:University College London, Departamento de Ciencias de la Computación, Londres. Dr. Vijay M. Pawar y Robert Stuart-Smith, autónomos
La investigación se publica en Nature . Las ciudades del futuro podrían ser construidas por robots que imitan la naturaleza
