Todo lo que necesitas saber sobre Fabricación Aditiva

La fabricación aditiva se utiliza en diversas industrias para crear prototipos físicos y piezas. Por su parte, la construcción de espacios con la fabricación aditiva se lleva practicando desde hace más de una década. Te hablamos de ello.

La construcción sostenible está despertando un creciente interés por parte del público general. Por ello, la investigación al respecto también ha aumentado en los últimos años. El foco de estudio se ha puesto con especial atención sobre métodos de impresión para construir casas con impresión 3D.

En este artículo te contaremos todo lo que necesitas saber sobre la fabricación aditiva y su uso en arquitectura. 

¿Qué es la Fabricación Aditiva?

La fabricación aditiva es un proceso que guarda estrecha relación con la impresión 3D. Este proceso consiste en construir capa por capa al depositar material según los datos del diseño digital 3D previamente indicados digitalmente.

A menudo se usa el término “impresión 3D” como sinónimo de fabricación aditiva. Sin embargo, la fabricación aditiva se refiere a todas las técnicas de fabricación por adición de material, entre las que se incluye la impresión 3D.

Materiales y Tipos de Fabricación Aditiva

El método utilizado para crear las distintas partes de un edificio dependen del material utilizado. El hormigón, la cerámica, los metales o los polímeros (plásticos) son los más habituales.

Con materiales a base de agregados como el hormigón, el material generalmente se extruye en capas siguiendo la forma deseada. Es un proceso en el que los materiales secos se colocan en capas y luego se agrega el fluido para unirlos. Otros tipos de fabricación aditiva incluyen la fundición dinámica y moldeado de malla para hormigón.

En el caso de la cerámica, se incluyen alúmina, fosfato tricálcico y zirconia, así como vidrio en polvo que se puede hornear junto con adhesivos para crear nuevos tipos de productos con vidrio.

También se utiliza una amplia variedad de metales y aleaciones de metales que incluyen oro y plata, aceros inoxidables y titanio, entre otros. Las piezas metálicas utilizan técnicas como la fusión y la deposición de energía dirigida donde una fuente de calor fusiona el metal.

Los plásticos son los materiales más comúnmente utilizado en impresión 3D, e incluyen una gran variedad con sus propias ventajas y aplicaciones.

Por ejemplo, hablamos del acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), ácido poliláctico (PLA) y policarbonato (PC), o del alcohol polivinílico soluble en agua (PVA), que puede proporcionar un soporte temporal antes de disolverse.

Los plásticos, al ser de los materiales más adaptables, tienen una amplia gama de métodos que se pueden utilizar para la fabricación aditiva, dependiendo del tipo de polímero utilizado.

Cómo funciona la construcción con Fabricación Aditiva

El proceso de fabricación aditiva consiste en hacer crecer objetos tridimensionales a partir de capas finas. Cada capa sucesiva se une a la anterior de material fundido o parcialmente fundido.

La construcción se define digitalmente mediante un software de diseño por ordenador (CAD) que se utiliza para crear archivos .stl que se encargan de dividir la construcción en capas finas. Esta información es la guía que la trayectoria de una boquilla o cabezal de impresión, la cual deposita material con precisión en dichas capas.

Puede ser a través de un rayo láser o de electrones que funden selectivamente o parcialmente en una superficie cubierta de material en polvo. A medida que los materiales se enfrían o se curan, se fusionan para formar la construcción tridimensional.

El tiempo de construcción depende de varios factores, incluido el tamaño de lo que se quiere construir y la configuración utilizada para la impresión. La calidad de la pieza acabada también es importante a la hora de determinar el tiempo de impresión, ya que para una mayor calidad se necesita más tiempo.

La construcción de espacios con la fabricación aditiva puede llevar desde unos pocos minutos hasta varias horas o días. La velocidad, la resolución y el tamaño son los factores que lo determinan.

Edificios construidos con Fabricación Aditiva

El edificio más grande del mundo construido con Fabricación Aditiva está en Dubai

Utilizado para fines administrativos por el ayuntamiento, este edificio es actualmente el más grande del mundo construido con fabricación aditiva. 

Con paredes de unos 10 metros de altura y una superficie total que supera los 2.100 metros cuadrados, es considerado el mayor edificio impreso según la empresa especializada en construcción 3D Apis Cor.

The BOD en Dinamarca

La empresa COBOD, con sede en Dinamarca, construyó el primer edificio impreso en 3D en Europa en 2017. Este edificio se trata de una pequeña oficina con una superficie de 50 metros cuadrados hecha a base de hormigón.

Viviendas sociales en Francia

Gracias a un proyecto de la Universidad de Nantes, se llevó a cabo la construcción de viviendas sociales en 2017. La idea era construir casas de manera rápida y eficiente a un bajo coste.

La superficie de estas viviendas es de 95 metros cuadrados y según las partes interesadas del proyecto su coste fue un 20% menor al que hubiera sido usando las técnicas tradicionales de construcción.

La primera casa construida con impresora 3D en España

En 2018 se llevó a cabo la construcción de la primera casa con fabricación aditiva en España, gracias a la empresa especializada Be More 3D. Esta casa cuenta con unos 24 metros cuadrados de superficie y está situada junto a la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Politécnica de Valencia. Su construcción duró tan solo unas 15 horas.

Ventajas y desventajas de la Construcción con Fabricación Aditiva

Los procesos de construcción tradicionales, como la instalación de albañilería y refuerzo de hormigón requieren mucho tiempo y mano de obra y conllevan riesgos para la seguridad de los trabajadores. También limitan al diseñador en cuanto a formas y resistencia estructural alcanzables.

Por el contrario, la construcción de espacios con la fabricación aditiva ofrece una mayor libertad de diseño, mejorando la seguridad y la productividad además de reducir los costes de producción.

No solo puede producir prácticamente cualquier forma, sino que los objetos también se pueden crear con diferentes materiales para aumentar su resistencia. Esto proporciona abre nuevas puertas a la optimización de los componentes. 

Además, la automatización que ofrece la fabricación aditiva la hace especialmente adecuada para proyectos de construcción en entornos hostiles, como áreas afectadas por radiación atómica.

En cuanto a las desventajas de la fabricación aditiva, destacan las limitaciones técnicas de las impresoras, puesto que la mayoría de las actuales sólo permiten construcciones de una sola planta.

Además, se siguen necesitando elementos externos como puertas, ventanas, cañerías o paneles aislantes propios de la construcción tradicional.

También se debe tener en cuenta que estas viviendas utilizan un tipo de hormigón específico y aún se desconocen cuáles serán las prestaciones de este hormigón en un futuro.

Si bien el futuro de la construcción es incierto, las fabricación aditiva de casas se presenta como una solución al problema de la vivienda y al desarrollo de la construcción sostenible. ¿Qué opinas? ¿Se configurará como un estilo de construcción clave? ¡Deja tu opinión en los comentarios!