Sabbia stampata in 3d utilizzata per creare Smart Slab Ceiling per la casa DFAB dell’ ETH di Zurigo

L’anno scorso è stato avviato un progetto , guidato dall’ETH di Zurigo,  incentrato sulla costruzione di una casa a più piani denominata DFAB House. La struttura mostrerebbe diverse tecnologie in fase di sviluppo presso l’università, tra cui una tecnica di stampa con sabbia 3D. Ora il team ha completato la cosiddetta Smart Slab, un pannello che sarà il soffitto della DFAB House. Nel suo punto più sottile, la Smart Slab ha uno spessore di soli 20 mm, ma è forte e, anche se non è stata stampata direttamente in 3D, lo stampo per la lastra è stato realizzato con una stampante 3D, diventando così il primo progetto architettonico su vasta scala utilizzare la stampa 3D di sabbia per la sua cassaforma.

Il soffitto è di 80 metri quadrati, pesa 15 tonnellate ed è costituito da 11 segmenti di cemento che collegano il piano inferiore con lo spazio in legno a due piani sopra. Un vantaggio dell’utilizzo della stampa 3D per lo stampo invece di utilizzare un processo concreto diretto strato per strato è che è possibile utilizzare calcestruzzo fibrorinforzato ad alte prestazioni e può essere fabbricato con precisione millmeter.

La Smart Slab è stata sviluppata dal gruppo di ricerca di Benjamin Dillenburger, Assistant Professor per Digital Building Technologies presso l’ETH di Zurigo. Il gruppo ha sviluppato un nuovo software per creare gli elementi della cassaforma; il software è in grado di registrare e coordinare tutti i parametri relativi alla produzione. Il team ha inserito dati di base come le dimensioni della stanza e una scansione della parete curva che sosterrà il soffitto. Ciò ha permesso loro di adattare la geometria della lastra in modo tale che in ciascun punto venisse applicata solo come spessa quanto strutturalmente necessaria per supportare il flusso della forza.

“Non abbiamo disegnato la lastra; l’abbiamo programmato “, ha detto Mania Aghaei Meibodi , responsabile del progetto Smart Slab e ricercatrice senior nel gruppo di Dillenburger. “Non sarebbe stato possibile coordinare tutti questi aspetti con la pianificazione analogica, in particolare con tale precisione.”
Il soffitto è composto da nervature di diverse dimensioni. Le costole principali trasportano i carichi, mentre le nervature in filigrana più piccole sono principalmente per l’acustica e l’estetica. I sistemi di illuminazione e sprinkler sono integrati direttamente nella struttura della lastra; erano anche coordinati con il software di pianificazione.

Diversi partner hanno lavorato su Smart Slab dopo che il suo design è stato esportato dal computer. Un partner del settore ha prodotto i casseri di sabbia stampati in 3D, suddivisi in sezioni di dimensioni pallet per facilitare la stampa e il trasporto. Un altro partner ha fabbricato la cassaforma in legno tramite lavorazione CNC, che dà forma alla parte superiore della Smart Slab e lascia aree vuote che riducono il peso e creano spazio per i cavi elettrici. Un terzo partner ha riunito i due tipi di casseforme, spruzzando il calcestruzzo fibrorinforzato sulla cassaforma di sabbia per produrre il guscio inferiore in calcestruzzo e colando il calcestruzzo rimanente nella cassaforma di legno.

Gli 11 singoli segmenti di calcestruzzo sono stati trasportati per essere in cantiere dopo l’indurimento per due settimane. Una gru ha posizionato gli elementi in calcestruzzo sulla parete portante, dove ha avuto luogo la precompressione. I cavi d’acciaio sono stati tirati longitudinalmente e trasversalmente attraverso il supporto in calcestruzzo e nei canali già inseriti nella cassaforma. Il tensionamento dei cavi aumenta significativamente la capacità di carico del sistema.

“È stato spettacolare vedere sul cantiere come i nostri elementi si integrano perfettamente tra loro e con i componenti esistenti della DFAB House”, ha affermato Dillenburger. “Dobbiamo questo in parte alla straordinaria collaborazione interdisciplinare con i nostri partner. Il meticoloso lavoro che avevamo investito nella pianificazione è stato completamente ripagato. ”
L’ETH di Zurigo è diventato famoso per il suo lavoro con la stampa 3D avanzata e la ricerca robotica . L’università ha sviluppato numerose nuove tecnologie di fabbricazione digitale, molte delle quali vengono utilizzate nella costruzione della DFAB House. La casa è in costruzione a Empa e Eawag ‘s NEST la ricerca e l’innovazione impianto. Puoi saperne di più su DFAB House qui .

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