ScanDrone (a sinistra) e BuilDrone (a destra). Credito:University College London, Dipartimento di Informatica, Londra. Dr Vijay M. Pawar e Robert Stuart-Smith, Laboratorio di produzione autonoma.
La tecnologia, che è stata testata in laboratorio, potrebbe infine essere utilizzata per la produzione e la costruzione in luoghi pericolosi o di difficile accesso come edifici alti o per aiutare con la costruzione di soccorsi post-disastro, affermano i ricercatori.
La stampa 3D sta guadagnando slancio nel settore edile. Sia in loco che in fabbrica, i robot statici e mobili stampano materiali da utilizzare in progetti di costruzione, come strutture in acciaio e cemento.
Questo nuovo approccio alla stampa 3D, guidato nel suo sviluppo da Imperial ed Empa, i Laboratori federali svizzeri di scienza e tecnologia dei materiali, utilizza robot volanti, noti come droni, che utilizzano metodi di costruzione collettivi ispirati a costruttori naturali come api e vespe che lavorano insieme per creare strutture grandi e complesse.
I droni della flotta, noti collettivamente come Aerial Additive Manufacturing (Aerial-AM), lavorano in modo cooperativo da un unico progetto, adattando le loro tecniche man mano che procedono. Sono completamente autonomi durante il volo ma sono monitorati da un controllore umano che controlla i progressi e interviene se necessario, sulla base delle informazioni fornite dai droni.
L'autore principale, il professor Kovac, del Dipartimento di aeronautica dell'Imperial e del Centro di robotica per i materiali e la tecnologia dell'Empa, ha affermato:"Abbiamo dimostrato che i droni possono funzionare in modo autonomo e in tandem per costruire e riparare edifici, almeno in laboratorio. La nostra soluzione è scalabile e potrebbe aiutarci a costruire e riparare edifici in aree difficili da raggiungere in futuro."
Stampa di geometrie 3D
Aerial-AM utilizza sia una struttura di stampa 3D che di pianificazione del percorso per aiutare i droni ad adattarsi alle variazioni della geometria della struttura man mano che la costruzione procede. La flotta è composta da BuilDrones, che depositano materiali durante il volo, e ScanDrones per il controllo della qualità che misurano continuamente la produzione dei BuilDrones e informano le loro prossime fasi di produzione.
Per testare il concetto, i ricercatori hanno sviluppato quattro miscele cementizie su misura con cui i droni possono costruire.
Durante tutta la costruzione, i droni hanno valutato la geometria stampata in tempo reale e hanno adattato il loro comportamento per assicurarsi di soddisfare le specifiche di costruzione, con una precisione di produzione di cinque millimetri.
Le stampe proof-of-concept includevano un cilindro alto 2,05 metri (72 strati) con un materiale in schiuma a base di poliuretano e un cilindro alto 18 centimetri (28 strati) con un materiale cementizio strutturale progettato su misura.
La tecnologia offre possibilità future per la costruzione e la riparazione di strutture in luoghi alti o di difficile accesso. Successivamente, i ricercatori lavoreranno con le società di costruzioni per convalidare le soluzioni e fornire capacità di riparazione e produzione.
Il professor Kovac ha affermato:"Riteniamo che la nostra flotta di droni potrebbe aiutare a ridurre i costi e i rischi di costruzione in futuro, rispetto ai metodi manuali tradizionali".
Drone con struttura in schiuma. Credito:University College London, Dipartimento di Informatica, Londra. Dr Vijay M. Pawar e Robert Stuart-Smith, Laboratorio di produzione autonoma.
Costruisci Drone. Credito:University College London, Dipartimento di Informatica, Londra. Dr Vijay M. Pawar e Robert Stuart-Smith, Laboratorio di produzione autonoma.
Stampa 3D con materiale cementizio. Credito:University College London, Dipartimento di Informatica, Londra. Dr Vijay M. Pawar e Robert Stuart-Smith, autonomi
La ricerca è pubblicata su Natura . + Esplora ulteriormente
