Los científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur NTU Singapur han desarrollado una tecnología en la que dos robots pueden trabajar al unísono para imprimir en 3D una estructura de hormigón.
Este método de impresión 3D concurrente, conocido como impresión enjambre, allana el camino para que un equipo de robots móviles imprima estructuras aún más grandes en el futuro.
Desarrollado por el Profesor Asistente Pham Quang Cuong y su equipo en el Centro de Singapur para la Impresión 3D de NTU, esta nueva tecnología multi-robot fue publicada en Automatización en construcción , un diario de primer nivel para ingeniería civil. El científico de NTU también estuvo detrás del Ikea Bot a principios de este año, donde dos robots ensamblaron una silla Ikea en 8 minutos y 55 segundos.
Usando una mezcla de cemento especialmente formulada adecuada para la impresión en 3D, este nuevo desarrollo permitirá diseños de concreto únicos que actualmente no son posibles con la fundición convencional. Las estructuras también se pueden producir a pedido y en un período mucho más corto.
Actualmente, la impresión en 3D de grandes estructuras de hormigón requiere grandes impresoras que son más grandes que los objetos impresos, lo que no es factible ya que la mayoría de los sitios de construcción tienen limitaciones de espacio.
Tener múltiples robots móviles que pueden imprimir en 3D en sincronización significa que grandes estructuras como características arquitectónicas y fachadas especialmente diseñadas se pueden imprimir en cualquier lugar siempre que haya suficiente espacio para que los robots se muevan por el sitio de trabajo.
Los robots NTU imprimieron en 3D una estructura de concreto que mide 1.86mx 0.46mx 0.13m en ocho minutos. Le tomó dos días endurecerse y una semana para que alcanzara toda su fuerza antes de estar lista para la instalación.
"Visualizamos un equipo de robots que pueden ser transportados a un sitio de trabajo, imprimir grandes piezas de estructuras de concreto y luego pasar al siguiente proyecto una vez que se hayan impreso las piezas", explicó Asst Prof Pham de la Escuela de Mecánica de NTU yIngeniería Aeroespacial.
"Esta investigación se basa en el conocimiento que hemos adquirido al desarrollar un robot para ensamblar de forma autónoma una silla Ikea. Pero este último proyecto es más complejo en términos de planificación, ejecución y en una escala mucho mayor".
La impresión de estructuras de concreto simultáneamente con dos robots móviles fue un gran desafío, ya que ambos robots tienen que moverse a su lugar y comenzar a imprimir sus partes sin chocar entre sí.
La impresión de la estructura de hormigón en segmentos tampoco es aceptable, ya que las juntas entre las dos partes no se unirán correctamente si el hormigón no se superpone durante el proceso de impresión.
Este proceso de varios pasos comienza haciendo que la computadora trace el diseño que se va a imprimir y asigne una parte específica de la impresión a un robot. Luego utiliza un algoritmo especial para garantizar que cada brazo del robot no choque con otro durantela impresión concurrente
Usando el posicionamiento preciso de la ubicación, los robots luego se mueven a su lugar e imprimen las partes en buena alineación, asegurando que las juntas entre las partes separadas se superpongan. Finalmente, la mezcla y el bombeo de la mezcla de concreto líquido especializado deben mezclarse de manera uniforme ysincronizado para garantizar la coherencia.
El profesor Chua Chee Kai, Director Ejecutivo del Centro de Singapur para la Impresión 3D dijo que las tecnologías disruptivas de la Industria 4.0, como la fabricación aditiva, pueden avanzar aún más cuando se combinan con otras tecnologías innovadoras como la robótica, la IA, la ciencia de los materiales y las técnicas de fabricación ecológica.
"Este proyecto de impresión de robots múltiples es altamente interdisciplinario y requiere que los robotistas trabajen con científicos de materiales para fabricar concreto imprimible. Para lograr el resultado final de una estructura de concreto sólida, tuvimos que combinar su experiencia con ingenieros mecánicos y expertos en ingeniería civil".
"Esta innovación demuestra a la industria lo que es factible ahora y demuestra lo que es posible en el futuro si somos creativos en el desarrollo de nuevas tecnologías para aumentar los métodos convencionales de construcción y construcción".
Este proyecto de investigación fue apoyado por la National Research Foundation, Singapur NRF Singapur y Sembcorp Design and Construction, uno de los socios clave de investigación de la industria de SC3DP.
En adelante, el equipo de investigación de NTU buscará integrar aún más robots para imprimir estructuras a mayor escala, optimizando el algoritmo de impresión para un rendimiento consistente y para mejorar el material de concreto para un curado más rápido.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Nanyang . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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