BigDelta WASP 12MT

La stampante 3D più grande del mondo, ben 12 metri di altezza, per realizzare case, non è più solo un progetto di ricerca ma una realtà. LaBigDelta WASP 12MT è una stampante 3d gigante sviluppata per condurre la ricerca sulla costruzione di una casa con materiali reperiti sul luogo e costo tendente a zero, da sempre principale obiettivo di WASP.

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TECHNICALDETAILS

La configurazione BigDelta 12m è alta 12 metri e larga 7, monta dei bracci di 6 metri, anch’essi modulari.  Tutti i sistemi che compongono la macchina hanno una lunghezza massima di 3 metri in modo tale da poter essere caricati su un camion e facilmente trasportati.

La BigDelta 12m lavora a 220 volt ma può funzionare anche a 60, perché i motori e l’elettronica sono stati realizzati per poter essere alimentati da pannelli solari. Tre contrappesi azzerano i pesi in gioco, portando la macchina a essere un sistema in equilibrio. Questo approccio consente di ridimensionare fortemente i consumi, mantenendoli attorno al kilowatt. Sebbene i motori -quello dell’estrusore compreso- siano da 400 watt,essi non lavorano mai alla massima potenza.

La BigDelta 12m è in grado di muovere l’estrusore con un carico da 0 a 200 kg, spostando quindi grosse quantità di materiale. Per ridurre le vibrazioni è preferibile mantenere il peso attorno ai 40-50 kg.

Nonostante i materiali estrudibili siano molteplici, l’estrusore è stato progettato per lavorare con impasti contenenti fibre lunghe. Il motivo di questa scelta è il cuore del progetto: fin dall’inizio il nostro desiderio è stato quello di estrudere terra e paglia. Non occorre quindi sminuzzare la fibra, che, paradossalmente, funziona meglio quando è lunga.

Abbiamo svolto sperimentazioni anche con altri materiali inerti.

Le strade percorribili sono di due tipi: possono essere utilizzate materie prime di origine naturale e materiali tecnici specifici. Per quanto riguarda le terre crude, queste possono essere alleggerite con vermiculite o con altri materiali leggeri naturali.

Gli impasti sintetici o tecnici possono invece essere costituiti da materiali cementizi o a base di calce, uniti, ad esempio, a vetro soffiato o argilla espansa. Si sono ottenuti ottimi risultati anche inserendo polistirolo all’interno del cemento. Questa soluzione rende l’impasto notevolmente leggero abbattendo al contempo i costi, non abbiamo però fatto un’analisi di ciò che comporta a livello d’impatto ambientale.

E’ logicamente molto più facile utilizzare materiali di sintesi o tecnici rispetto a impasti naturali, ancora tutti da scoprire. Il nostro campo di applicazione si rivolge ai secondi: stiamo testando impasti a base di argilla o calce arricchiti da canapa o canapulo,o, ancora, materiali soffiati –molto divertente l’applicazione in cui si inseriscono pop-corn all’interno dell’impasto per generare delle bolle d’aria.

Fino ad ora abbiamo lavorato con una velocità massima di 400 mm/s. La rapidità di stampa dipende anche dalla quantità di materiale presente dentro l’estrusore. Il tema cruciale per quanto riguarda questa macchina non è la velocità ma l’accelerazione, anch’essa inversamente proporzionale al peso dell’estrusore. La possibilità di aumentare l’accelerazione richiede l’utilizzo di pompe esterne che azzerano il carico della macchina, rifornendo continuativamente l’estrusore di materiale.

La BigDelta12m si presta a stampare materiali reperiti sul luogo e questo apre ad una serie di applicazioni inedite, sia per quanto riguarda la costruzione di abitazioni che il recupero di resti archeologici.

Sono stati stampati 270 centimetri di muro di argilla e paglia del diametro di 5 metri, utilizzando circa 40 tonnellate di materiale. I layer in totale sono 135, con un peso medio di 300 chili ognuno, tempo medio per realizzare un layer 20 minuti. Quanto ai consumi, parliamo di 2 metri cubi d’acqua e 200 Kwh. E veniamo ai costi: 32 euro per l’energia, 3 euro per l’acqua, 10 euro per la paglia, 3 euro per la benzina della motozappa: totale 48 euro. Volete risparmiare ulteriormente? Impastando con i piedi anziché con la macchina i costi energetici si riducono del 90%.

Stampante 3d gigante

Il progetto WASP (World’s Advanced Saving Project) nasce nel 2012 e l’obiettivo della ricerca è chiaro fin da subito: costruire una stampante 3D in grado di realizzare case con materiali reperiti sul territorio, con un costo tendente a zero. La stampante 3D più grande del mondo – ben 12 metri di altezza non è più solo un progetto di ricerca ma una realtà.

L’evoluzione del progetto
della BigDelta

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Il progetto WASP (World’s Advanced Saving Project) nasce nel 2012 e l’obiettivo della ricerca è chiaro fin da subito: costruire una stampante 3D in grado di realizzare case con materiali reperiti sul territorio, con un costo tendente a zero. La stampante 3D più grande del mondo – ben 12 metri di altezza non è più solo un progetto di ricerca ma una realtà.

Le sperimentazioni sul campo
con la BigDelta

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F.a.q.

La Delta ha una cinematica che muove solo l’estrusore, questo permette di ridurre il consumo di energia e delle parti meccaniche della stampante. Inoltre, è fondamentale la facilità e velocità di montaggio di questo tipo di macchina. Un aspetto importante per il nostro progetto di realizzare una stampante alta più di 10m senza l’utilizzo di scale, ponteggi o sistemi di sollevamento. Tutto questo non sarebbe stato possibile con un sistema cartesiano.

1) Il progetto può essere perfettamente realizzato grazie alla precisione dei movimenti meccanici;

2) Design personalizzabile (forme architettoniche progettate da software di modellazione geometrica);

3) Alta efficienza e basso consumo di materiale (circa la metà in meno rispetto ai metodi costruttivi tradizionali);

4) Rapidità di costruzione, abbiamo calcolato che 2 uomini possono costruire una casa in una settimana;

5) Miscelando paglia e terra, usando l’estrusore di WASP, si ottiene un materiale rinforzato con fibre come un composito;

6) La stampa di una casa 3D è meno faticosa rispetto alle tecniche tradizionali;

7) Con la stampa 3D i modelli architettonici possono migliorare e possono essere condivisi generando condivisione delle conoscenze ancora più efficiente;

8) Aumentano le prestazioni degli elementi strutturali creando il riempimento delle pareti con materiali selezionati (per l’isolamento termico o altre proprietà);

9) Possiamo creare delle intercapedini vuote, impossibili da ottenere con tecniche tradizionali, utilizzabili come  canali di aerazione, per la circolazione dell’aria, climatizzazione e riscaldamento;

10) Stiamo elaborando un progetto di costruzione di una casa contro la malaria, respingendo le zanzare naturalmente con oli essenziali vaporizzati nei canali di aerazione;

11) Il materiale di stampa ottenuto a livello locale potrebbe essere composto di terreno, o detriti di costruzione a seguito di un terremoto o di catastrofi naturali;

12) La tecnologia di WASP è la migliore soluzione per le situazioni di emergenza utilizzando materiali tritati e riciclati;

E ‘importante ricordare che una nuova tecnologia apre nuovi orizzonti e durante le fasi di ricerca e sviluppo nessuno riesce a giudicare quali saranno gli sviluppi futuri della stampa 3D di abitazioni.

Ogni giorno abbiamo un sacco di nuove idee!

Abbiamo impiegato tre anni di ricerca per costruirla e adesso il nostro impegno si rivolgerà verso la stampa della casa.

La BigDeltaWASP 12m era il passo fondamentale da compiere, l’innovazione che ci consentirà di realizzare il sogno. Avremmo potuto impiegare meno di tre anni per realizzarla, ma non dimentichiamo che la nostra ricerca è finanziata tramite il ricavato della vendita delle stampanti compatte.

La stampa della casa a km0 sarà l’ennesimo traguardo di un lavoro autofinanziato.

La stampante gigante BigDeltaWASP 12m consuma un quantitativo di energia che si muove tra 1 e 1,5 Kilowatt. Una delle più grandi questioni da affrontare durante la progettazione è stata proprio quella legata ai consumi: per essere utilizzata in aree del pianeta prive di reti elettriche era necessario che lavorasse con l’alimentazione di un solo pannello solare.

La BigDeltaWASP 12m estrude materiali fluido-densi di qualsiasi tipo. E’ stata progettata per essere in grado di stampare materiali reperiti sul luogo, un impasto di acqua, terra e fibra vegetale che varia a seconda del territorio. Inoltre, possono essere utilizzati materiali riciclati e tritati, anche di recupero, provenienti da situazioni d’emergenza come terremoti e cataclismi naturali.

La nostra stampante 3D gigante può stampare anche cemento, impasti a base di calce, segatura, polistirolo.

La BigDelta WASP 12m è in grado di stampare case che possono essere armate internamente e rifinite come una comune casa in cemento. La stampa della casa richiede una ricerca che coinvolge competenze molto diverse tra loro, a partire da quelle architettoniche. Sicuramente comprenderà tutti gli impianti di cui una casa necessita, ma in una chiave economica e sostenibile, e, per questo, più avanzata. Grazie all’approccio additivo, gli elementi strutturali dei muri possono essere riempiti in maniera programmata, aumentandone le prestazioni (ad es. d’isolamento termico), inoltre, la deposizione controllata permette di creare spazi interni ai muri, impossibili da ottenere con le normali tecniche costruttive manuali. Questi canali di areazione possono essere utilizzati per il ricircolo dell’aria, il condizionamento e il riscaldamento dell’aria.

Pensiamo al fatto che, oltre che nei paesi industrializzati, intendiamo portare questo modello abitativo nelle aree più disagiate del pianeta, dove l’emergenza abitativa è più stringente. Occorrerà quindi pianificare delle case con sistemi che possano essere funzionali ovunque, anche laddove non esista una rete elettrica e idrica.

La domanda per questo tipo di case esiste già, stiamo ricevendo richieste da diverse parti del mondo. Le stime internazionali prevedono entro il 2030 una rapida crescita della richiesta di alloggi a prezzi accessibili ed adeguati per oltre 4 miliardi di persone con un reddito annuo sotto i 3000$. La maggior parte di questi non potrà spendere più del 10% delle proprie entrate annue per soddisfare la richiesta abitativa. Per soddisfare questa domanda le Nazioni Unite stimano che per i prossimi 15 anni vi sarà un fabbisogno giornaliero di 100.000 unità abitative. Inoltre, al pari di questa impellente necessità, l’accresciuta popolazione dovrà alimentarsi in modo sufficiente anche in zone del pianeta nelle quali le avversità climatiche mettono a dura prova le colture o che sono interessate da notevoli disagi socio-economici.

WASP ritiene inimmaginabile perseguire tale obiettivo con un’ottica di sfruttamento del pianeta disequilibrato e non in sintonia con una progettazione frugale e flessibile dell’intero contesto sociale. La tecnologia della stampa 3D può essere messa a disposizione della mente e del cuore per soddisfare le esigenze primarie secondo un modello di sviluppo sostenibile.

Prevediamo che ne venga fatto l’uso per cui è stata progettata: stampare case a km0. Stiamo già ricevendo alcune richieste da diverse parti del mondo che purtroppo per il momento non siamo in grado di soddisfare.

Immaginiamo Organizzazioni umanitarie, Protezione Civile, Onlus, Esercito che si procurano una stampante e decidono di lavorare fianco a fianco per il benessere collettivo o per gestire situazioni d’emergenza umanitaria come campi profughi e immigrazioni di massa. Stiamo progettando un Maker Economy Starter Kit che raccoglierà tutta la strumentazione necessaria per costruire villaggi auto-sostenibili grazie alla tecnologia 3D, che consenta a chiunque di replicare il progetto in qualsiasi parte del mondo.

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Si, la BigDelta 12m sarà messa in vendita. Realizziamo tecnologie a servizio dell’uomo e del pianeta, e intendiamo ovviamente renderle disponibili.

In provincia di Alessandria ci sono ville realizzate in argilla nei secoli scorsi e tuttora abitabili. Ait Ben Haddou, città patrimonio dell’UNESCO interamente realizzata in terra cruda, è situata su un altipiano nell’entroterra del Marocco. Quando ci siamo recati a visitarla, la guida che ci accompagnava ha raccontato delle minime manutenzioni richieste dai palazzi. Una curiosità: le coppie appena sposate possono scegliere se ricevere in dono una casa in argilla verde o rossa!

Assolutamente sì, in argilla possono essere costruite anche case a più piani, con tutti i comfort di una comune abitazione in cemento. Gli esempi sono innumerevoli. Ovviamente, nessuno di questi è stato stampato in 3D. La tecnologia dell’additive manufacturing aggiungerebbe a quello che è l’uso di un materiale appartenente alla tradizione il vantaggio di un impiego di manodopera quasi nullo, tempi molto più ristretti e, ovviamente, possibilità espressive inedite con infinite varietà costruttive e totale libertà a livello architettonico.

Il tempo necessario a stampare una casa dipende da una serie di fattori, il materiale in primis: se si utilizza un cemento a presa rapida (che, per quanto non ci interessi, la nostra BigDelta è in grado di stampare) i tempi sono nettamente inferiori, in poche ore si possono realizzare muri di diversi metri. Se invece si scelgono materiali reperiti sul luogo, quali argilla e terra cruda, è necessario lasciare che il materiale si asciughi prima di depositarne altro al fine di evitare collassi. Per questo motivo, nel caso di materie prime di origine naturale non addizionate, i tempi dipendono molto dal clima: in un ambiente mite e secco la terra si asciuga più velocemente. Abbiamo calcolato che due persone al lavoro a tempo pieno per una settimana possono costruire un intero rifugio.

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