Impressão 3D de um pilar de 2 metros em 30 minutos: o que vem por aí com essa tecnologia?

Impressão 3D de um pilar de 2 metros em 30 minutos: o que vem por aí com essa tecnologia?

Não há dúvidas de que a impressão 3D veio para ficar. No entanto, ainda é uma tecnologia em desenvolvimento que levanta certas questões: é realmente eficaz para construções massivas e em grande escala? Quão sustentável é? Deixará de ser uma opção para se tornar a norma na indústria da construção? Para ajudar a esclarecer a imagem mais ampla do lugar da impressão 3D na arquitetura e construção, falamos com Alain Guillen, Diretor Administrativo e Cofundador da XtreeE, uma plataforma que permite que arquitetos tornem seus projetos realidade por meio de impressão 3D avançada em grande escala, gerando formas rápidas e precisas sem desperdício de material. Veja abaixo como ele e sua equipe veem o futuro da robótica na arquitetura e por que os arquitetos devem se preparar para abraçar essa nova tecnologia, rumo a um futuro mais eficiente, mas igualmente criativo.

José Tomás Franco (ArchDaily): De onde veio o seu interesse em desenvolver impressão 3D em grande escala para construção?

Alain Guillen: XtreeE nasceu de três projetos de graduação no departamento de Conhecimento Digital da Escola de Arquitetura Paris-Malaquais. Esses trabalhos foram realizados em um projeto universitário denominado Democrite no Conservatoire National des Arts et Métiers de Paris (CNAM), em parceria com Arts et Métiers ParisTech (ENSAM), INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique) Sophia Antipolis e ENSCI-Les Ateliers.

No final deste projeto universitário, toda a equipe decidiu tentar e continuar a aventura com a criação do XtreeE. Nossa principal motivação foi desenvolver tecnologias de ponta e criar um novo mercado de produtos inovadores para arquitetura, design e engenharia civil para enfrentar os novos desafios da atualidade: produtividade, sustentabilidade e qualidade do ambiente de trabalho.

Viliaprint. Image Courtesy of XtreeE
Viliaprint. Image Courtesy of XtreeE

JTF: Como funciona o processo de fabricação de peças estruturais e o que as diferencia dos elementos não estruturais?

AG: Nossos processos contam com impressão 3D em grande escala de diferentes tipos de materiais, com base em uma tecnologia patenteada pela XtreeE chamada extrusão de dois componentes. Para os elementos não estruturais, a fabricação é uma fase simples de impressão, eventualmente seguida de um trabalho secundário para chegar ao produto final. Quanto às peças estruturais, podemos ter várias estratégias.

A primeira família de abordagens consiste na impressão de uma fôrma, cuja função estrutural se limita a resistir à fundição de um material estrutural no seu interior. Esta foi a nossa abordagem para o pilar de Aix-en-Provence em 2015. A fôrma foi projetada para permanecer no lugar e pode ser associada a várias funções, como revestimento. Neste contexto de material estrutural fundido, também temos acesso a estratégias de pós-tensionamento. Essa abordagem foi usada para o pilar de telecomunicações Art & Fact e atualmente está sendo explorada para vários outros projetos.

Krypton, a column in Aix-en-Provence, France. Image © Lisa Ricciotti / XtreeE
Krypton, a column in Aix-en-Provence, France. Image © Lisa Ricciotti / XtreeE
Art&Fact Innovation. Image Courtesy of XtreeE
Art&Fact Innovation. Image Courtesy of XtreeE

O segundo conjunto de estratégias para peças estruturais depende diretamente das propriedades do material impresso. Por exemplo, desenvolvemos vários métodos de reforço para melhorar o comportamento à tração de nossos concretos. Eles estão saindo do laboratório e estamos começando a utilizá-los em projetos industriais.

Hoje, estamos usando cada vez mais nossos materiais impressos de forma estrutural. Os principais obstáculos para isso são as normativas de construção, que nos obrigam a realizar grandes campanhas de testes para provar que nossos produtos impressos são realmente capazes de suportar as cargas para as quais foram projetados. Claro, isso é muito importante e cada passo que damos nessa direção nos permite elevar o padrão para projetos futuros. Trabalhamos lado a lado com clientes, acadêmicos e autoridades regulatórias para desenvolver o conhecimento global dessas técnicas de fabricação.

Courtesy of XtreeE
Courtesy of XtreeE

JTF: Por que os arquitetos deveriam começar a considerar esses sistemas em comparação com os existentes? Podemos dizer que a impressão 3D é sustentável?

AG: Nosso objetivo não é substituir as técnicas de construção que funcionam bem como estão, mas uma grande parte da indústria da construção atualmente carece de eficiência no que diz respeito ao desempenho do produto e fabricação.

A robótica traz um potencial para geometrias complexas a um baixo custo que pode beneficiar os arquitetos de várias maneiras: liberdade criativa, é claro, mas também a possibilidade de adicionar funcionalidade a objetos construídos de uma forma mais eficiente, sem se opor a preocupações estéticas ou arquitetônicas.

Mesmo que a impressão 3D pareça ser um método de “alta tecnologia”, nossa principal preocupação é o meio ambiente. Ao reduzir o desperdício de construção associado às formas tradicionais, melhorando a qualidade dos produtos construídos e facilitando muito as operações no local, isso traz sustentabilidade direta e indireta a este setor de grande impacto. Estamos trabalhando com materiais inovadores de baixo carbono e objetos construídos otimizados, incluindo critérios de análise de ciclo de vida em nossos projetos.

Stormwater regulator in Lille, France. Image Courtesy of XtreeE
Stormwater regulator in Lille, France. Image Courtesy of XtreeE
Stormwater regulator in Lille, France. Image Courtesy of XtreeE
Stormwater regulator in Lille, France. Image Courtesy of XtreeE

JTF: Com relação à logística de construção no local, como a construção tradicional difere da construção impressa em 3D?

AG: XtreeE é principalmente voltado para a pré-fabricação robótica externa. Mesmo que estejamos considerando a impressão “direta” no futuro, não achamos que seja muito relevante agora. O que podemos fazer, porém, é trazer uma célula de impressão à obra para reduzir o custo de transporte, mas os elementos impressos sendo colocados no lugar após a impressão. O principal benefício dessa abordagem é aprimorar o controle de qualidade e diminuir os atrasos. Em suma, estamos trazendo para o setor da construção as vantagens da automação que outras indústrias adotaram há décadas.

A liberdade geométrica e a precisão oferecidas pela impressão 3D permitem adicionar o máximo de funcionalidade possível a um elemento, incluindo recursos orientados para a logística, como guias dimensionais ou trabalhos extras pré-adicionados. O objetivo é reduzir ao máximo o número de operações no local e os riscos associados.

JTF: Que novas ferramentas ou conhecimentos os arquitetos devem aprender para se familiarizarem com a impressão 3D como um sistema de construção, desde o início da fase de projeto?

AG: Principalmente design paramétrico, em qualquer plataforma. A ideia é integrar o máximo de recursos possível em um estágio bem inicial para que possamos melhorar a eficiência em cada etapa do projeto.

A mudança de paradigma consiste em passar de uma abordagem de projeto “linear”, onde a análise física e as questões de logística chegam um pouco tarde, para uma abordagem mais circular ou simultânea, onde cada ator do projeto pode discutir com o outro em torno do modelo digital. A impressão 3D permite grande liberdade geométrica, portanto, há muito o que inventar para construir melhor.

JTF: Qual é a diferença entre a impressão 3D com gesso, argilas e geopolímeros? É possível misturá-los entre si ou com outros materiais?

AG: Estamos constantemente aprimorando nossas tecnologias para podermos nos adaptar a qualquer material. O objetivo é colocar um material apenas onde for relevante. O gesso é particularmente adequado para arquitetura interna, enquanto a argila e o geopolímero têm um bom potencial sustentável para produtos industriais ou arquitetônicos.

Facade prototypes: The use of two concretes, one printed and the other cast, also allows a play on the colors of the final object. Image Courtesy of XtreeE
Facade prototypes: The use of two concretes, one printed and the other cast, also allows a play on the colors of the final object. Image Courtesy of XtreeE
Woven Concrete furniture in Tokyo, designed by Studio 7.5. Image Courtesy of XtreeE
Woven Concrete furniture in Tokyo, designed by Studio 7.5. Image Courtesy of XtreeE

JTF: Sabemos que 5 casas em Reims estão atualmente sendo impressas em 3D. Pode falar sobre o projeto?

AG: Apoiado pelo senhorio social Plurial Novilia, o projeto está localizado no coração do bairro ecológico Réma'Vert em Reims, em um terreno de 1000 m². São cinco casas térreas, que misturam paredes impressas em concreto 3D externas com elementos pré-fabricados.

Em novembro passado, o projeto obteve a certificação do CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment: Centro de Construção Científica e Técnica) para o novo método de construção de impressão em concreto 3D, através da validação de um ATEx (“Appréciation Technique d'Expérimentation”: Avaliação Técnica de Experimentação). Este é um grande marco para nós.

A certificação do conceito de impressão 3D foi, de fato, a fase essencial e incontornável do projeto Viliaprint. Até hoje, a legislação francesa não permitia o uso de elementos impressos em 3D como parte da estrutura de suporte de uma construção. Acaba de ser emitido parecer favorável do CSTB, permitindo a segurabilidade do empreendimento imobiliário e, como efeito direto, a possibilidade de locação das casas impressas.

Viliaprint. Image Courtesy of XtreeE
Viliaprint. Image Courtesy of XtreeE
Viliaprint. Image © Coste Architectures
Viliaprint. Image © Coste Architectures
Viliaprint. Image © Coste Architectures
Viliaprint. Image © Coste Architectures

JTF: Considerando a evolução da impressão 3D em grande escala, de elementos autônomos a casas completas, como você vê o futuro dessa tecnologia?

AG: Um futuro próximo consistirá na regulamentação e normalização desta tecnologia e, paralelamente, na sua diversificação, tanto em materiais como em sistemas construtivos. Acreditamos que ainda estamos no início de compreender todas as possibilidades que ela oferece. Há muito a aprender e, acima de tudo, muito a inventar. Essas abordagens podem realmente ser a mudança que o setor de construção espera há muito tempo. Precisão, eficiência, controle e sustentabilidade devem ser as palavras-chave desta nova era.

Saiba mais sobre os sistemas e soluções desenvolvidos pela XtreeE, aqui.

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Sobre este autor
Cita: Franco, José Tomás. "Impressão 3D de um pilar de 2 metros em 30 minutos: o que vem por aí com essa tecnologia?" [3D Printing a 2-Meter-High Column in 30 Minutes: What's Next With This Technology?] 01 Fev 2021. ArchDaily Brasil. (Trad. Souza, Eduardo) Acessado . <https://www.archdaily.com.br/br/955867/impressao-3d-de-um-pilar-de-2-metros-em-30-minutos-o-que-vem-por-ai-com-essa-tecnologia> ISSN 0719-8906

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