Contour Crafting: innovación para la construcción en impresión 3D

Contour Crafting que en castellano se podría traducir como “construcción perimetral”. Se trata de una tecnología de construcción por capas desarrollada por Behrokh Khoshnevis profesor de ingeniería en la Universidad del Sur de California (USC). Behrokh Khoshnevis fundó una corporación bajo la misma denominación de esta tecnología y en colaboración con importantes socios a nivel internacional. La finalidad de esta corporación no es otra que comercializar Contour Crafting, además de sus otras tecnologías de impresión 3D a gran escala.

Esta técnica permite automatizar el proceso de construcción de edificios simulando el funcionamiento de una impresora 3D. A través de esta tecnología se puede construir por ejemplo una zona residencial compuesta por varias viviendas con la misma base constructiva, pero con diferentes diseños y acabados. Estamos frente a un sistema de construcción robotizado sin necesidad de uso de moldes, por lo tanto, todos los elementos que se crean no tienen por qué ser iguales.

Tal y como hemos indicado anteriormente este sistema simula el funcionamiento de una impresora 3D, pero realmente no lo es. Se trata de un robot que construye depositando hormigón capa a capa y puede construir tanto muros de carga y los elementos conforman la tabiquería. Además, es capaz de colocar con exactitud otros elementos estructurales, como, por ejemplo, dinteles y forjados. Entre los numerosos beneficios que obtenemos con esta tecnología destacamos la reducción en el tiempo de producción, llegando a construir una casa en un tiempo récord de aproximadamente 20 horas.

¿Cuáles son las ventajas de esta tecnología?

Las tecnologías desarrolladas por la corporación Contour Crafting emplean robótica puntera para construir edificios en cuestión de horas. Son tecnologías ideales para zonas o países con bajos ingresos económicos y sobre todo para la reconstrucción urgente en situaciones de emergencia como pueden ser guerras, terremotos, inundaciones o cualquier catástrofe natural. Igualmente son válidas, para toda persona que quiera adquirir una vivienda a un coste reducido. A continuación, vamos a enumerar las ventajas principales que nos aporta para la construcción de edificios:

• Construcción de una vivienda en cuestión de días frente a los 9 u 11 meses de promedio del sistema de construcción tradicional.
• Ofrecer a las zonas más desfavorecidas una vivienda digna por un coste reducido.
• Construcción de viviendas refugio cómodas y con todo lo necesario para zonas devastadas. De esta forma se pueden hacer uso de ellas a largo plazo.
• Proceso constructivo sin desperdicio de materiales, sin ruido, baja suciedad y emisiones contaminantes.
• Bajo índice de accidentabilidad laboral.
• Posibilidad de diseños arquitectónicos personalizados.

Funcionamiento y partes de la máquina

El sistema Contour Crafting está compuesto por varios módulos:

• Control.
• Análisis de geometría.
• Planificación y optimización.
• Presentación.

El módulo de control es el que maneja de manera digital la máquina Contour Crafting. El análisis de geometría realiza un análisis de viabilidad de la estructura y la posterior generación de estructura de soporte para anotar la geometría original. El módulo de planificación y optimización incluye la preparación de la trayectoria de la máquina. Además, coordina el uso de múltiples boquillas y otras cuestiones operacionales. La visualización 3D y su simulación en tiempo real previa, se incluyen en el módulo de presentación. 

Las secuencias de tareas se envían a la máquina Contour Crafting para la ejecución de la construcción después de la planificación, optimización y simulación del proceso. Así se garantiza el éxito del resultado. En cuanto a las partes físicas de la máquina, se compone de un sistema de extrusión junto con dos paletas direccionales que permiten crear superficies lisas en elementos rectos y curvos.

El sistema completo dispone de los siguientes componentes:

• Una tolva para almacenar el material.
• Una boquilla extrusora.
• Dos paletas paralelas entre sí.
• Ordenador.

Proceso de construcción en Contour Crafting

La construcción mediante esta máquina se basa principalmente en la extrusión y llenado. El proceso de extrusión forma la superficie lisa en dirección vertical y horizontal mediante paletas. La disposición de la paleta lateral cambia de forma dinámica para lograr un mejor ajuste con la superficie.

La llana lateral por su parte posibilita la deposición de material más grueso manteniendo su alta calidad de acabado. Gracias a la deposición de capas gruesas reducimos el tiempo de construcción. En este caso máximo de espesor se limita a la altura de la llana.

Conforme el cabezal extrusor se mueve en función de su trayectoria va generando cada capa. La superficie exterior de estas se alisan con la llana para mejorar el acabado. También es sumamente importante para crear una buena unión entre capas. El siguiente paso será el proceso de llenado que inyecta material en el hueco generado entre las distintas capas.

Por último, otro robot colocará otros materiales como techos, tuberías y marcos de ventanas. Simplemente recogerá los materiales y los colocará en el momento adecuado. 

Seguramente os estaréis preguntado que pasa con la parte de las instalaciones. Pues el sistema de construcción basado en Contour Crafting tiene el potencial, suficiente para añadir las instalaciones de fontanería y electricidad de forma automatizada. Visualiza el siguiente vídeo dónde se puede ver la automatización del apartado de instalaciones.

Finalizamos esta entrada de blog con un vídeo dónde podemos ver la puesta en marcha de este increíble sistema de construcción.