Oportunidades y desafíos en Ingeniería Estructural por la irrupción de impresión 3D en la construcción.

Los materiales compuestos termoplásticos tienen ventajas importantes, como la no corrosión, el peso ligero, la reciclabilidad, la fabricación automatizada y la capacidad de recalentarse y reformarse. La manufactura aditiva o impresión 3D basada en extrusión de polímeros termoplásticos a gran escala se ha utilizado para fabricar encofrados para hormigón prefabricado para estructuras de edificios y puentes, y para alcantarillas de sección variable.

Se ha utilizado la impresora 3D de gran formato, MasterPrint de Ingersoll Machine Tools, que tiene una envolvente de construcción de 18,2 m de largo, 6,70 m de ancho y 3,05 m de alto, con una extrusora que puede depositar material a una velocidad de 68 kg/h. Para el proceso de fabricación aditiva de impresión 3D, la materia prima son gránulos de polímero con fibras cortas. Existen algunas limitaciones inherentes al proceso de fabricación aditiva a gran escala que deben superarse para poder diseñar encofrados complejos de fabricación aditiva para hormigón prefabricado. Se presentan los detalles de diseño, incluido el patrón de relleno celular, la trayectoria de impresión continua y la selección de tiempo de cada capa. Se analiza la experiencia adquirida y las lecciones aprendidas en la fabricación de aplicaciones para construcción utilizando tanto compuestos termoplásticos biodegradables como sintéticos. Finalmente se discuten las perspectivas para la implementación de compuestos termoplásticos en aplicaciones estructurales incluyendo refuerzo con cintas o perfiles de fibras continuas.