Fabricación aditiva (additive manufacturing) en el sector AEC

21. diciembre 2020

La fabricación aditiva (additive manufacturing), conocida también como impresión 3D, se ha convertido en una disciplina de creciente interés en la industria de la construcción. Utilizando diferentes materiales, se han desarrollado equipos y métodos que pueden imprimir distintos elementos constructivos. Las ventajas de la fabricación aditiva para el sector AEC incluyen la automatización del proceso de producción, la mejora significativa de la libertad de diseño y mejores oportunidades para la optimización del diseño tanto del edificio como de sus componentes. Sin embargo, para beneficiarse de esto, los componentes se deben modelar con precisión. Por eso, es imperativo garantizar que los métodos de diseño digital utilizados para crear componentes de construcción y planificar los procesos de fabricación de aditivos sean sólidos.

¿Qué es la fabricación aditiva o additive manufacturing en la construcción? 

La fabricación aditiva en la construcción está estrechamente relacionada con el tipo de material que se está imprimiendo. El método utilizado para crear el elemento constructivo depende del material utilizado, siendo el hormigón, los metales o los polímeros (plásticos) los más comunes. Con materiales agregados como el hormigón, el material generalmente se extruye en capas con la forma deseada. Alternativamente, un proceso de lecho de partículas se utiliza donde los materiales secos se ponen en capas y luego se añade el fluido para unir los materiales. Otros tipos de fabricación de aditivos incluyen el dynamic casting y el mesh moulding para hormigón, mientras que las piezas metálicas utilizan técnicas como la fusión por lecho de polvo y la deposición de energía directa donde una fuente de calor fusiona el metal. Los plásticos —que es uno de los materiales más adaptables— tienen una amplia gama de métodos que pueden usarse para la fabricación de aditivos, dependiendo del tipo de polímero utilizado.

Los beneficios de la fabricación aditiva para la construcción

Los procesos de construcción tradicionales, como la mampostería y el armado de hormigón, requieren mucho tiempo y mucha mano de obra, además de conllevar riesgos para la seguridad de los trabajadores. También limitan al diseñador a las formas y la fuerza estructural que se pueden lograr con los componentes de construcción tradicionales.

 

Por el contrario, la fabricación aditiva ofrece una mayor libertad de diseño, mejora la seguridad y la productividad en el lugar de trabajo, y reduce los costes de producción. No solo se puede producir prácticamente cualquier forma, sino que los objetos pueden ser creados con diversos materiales para aumentar la resistencia de cualquier superficie del objeto que será sometido a altas cargas. Esto les ofrece a los diseñadores nuevas opciones para 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 la radiación atómica.

¿Están preparadas las tecnologías de fabricación aditiva para el sector AEC?

Los procesos de fabricación aditiva ya son una tecnología estándar en muchas áreas de la fabricación de productos. Los componentes impresos no solo aceleran la construcción de prototipos en desarrollo, sino que también se utilizan cada vez más en productos finales como automóviles y aeronaves. En la industria de la construcción, las empresas más innovadoras utilizan procesos de fabricación aditiva para la producción automatizada de prototipos ilustrativos a escala. En la producción de edificios reales, el tamaño particular de los componentes y las condiciones económicas asociadas plantean un desafío particular. Por ello, universidades y empresas de todo el mundo están llevando a cabo investigaciones sobre nuevos materiales, máquinas y procesos con el fin de proporcionar una base para su uso en la industria de la arquitectura, la ingeniería y la construcción (AEC).

Cómo implementar la fabricación aditiva en proyectos de construcción

Para beneficiarse al máximo de las posibilidades que ofrece la fabricación aditiva en proyectos de construcción, se necesita un flujo de trabajo digital ampliamente automatizado. Los datos geométricos y materiales complejos se deben representar con precisión y transferirse fácilmente al equipo de fabricación que se va a utilizar. Las impresoras 3D requieren comandos específicos para fabricar piezas que se derivan del modelo geométrico de la pieza a fin de crear la ruta de la herramienta y otras instrucciones que la impresora 3D necesita. Por lo tanto, el uso de un programa de ingeniería civil que pueda crear modelos precisos y complejos, así como intercambiar datos de forma fiable y en un formato utilizable, es fundamental para garantizar que la fabricación de aditivos tenga éxito.

 

Allpan Engineering, uno de los programas de modelado BIM 3D más precisos disponibles gracias al motor de modelado Siemens Parasolid, se adapta especialmente a las necesidades de la fabricación aditiva. Con Allplan puedes modelar cualquier forma de manera fácil, rápida y precisa, y si es necesario, también puedes generar armaduras. Gracias a su potente interfaz, Allplan Visual Scripting, se puede lograr la automatización de los procesos de modelado incluso sin conocimientos de programación. Allplan también es compatible con la metodología open BIM y el intercambio de datos neutral con respecto a los proveedores utilizando el formato IFC y el Standard Tessation Language (STL), que es un estándar de la industria para la fabricación de aditivos.

 

La fabricación aditiva en el sector de la construcción ofrece una gran libertad de diseño y amplias posibilidades de automatización. Sin embargo, sin un método de planificación digital como la metodología BIM y la solución de software BIM adecuada, estos beneficios serían difíciles de obtener. A medida que el método de fabricación aditiva se vuelva más popular en el sector AEC, estos requisitos serán más importantes.

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