Entrevista:Dr. Richard Buswell da Loughborough University

A Universidade de Loughborough tem liderado o caminho no estabelecimento de manufatura aditiva no setor de construção há mais de dez anos. A Escola de Engenharia Civil e de Edificações foi aclamada por seu processo inovador de impressão 3D com concreto e está trabalhando em estreita colaboração com líderes da indústria como a Skanska e o Centro de Tecnologia de Fabricação para estabelecer isso como uma ferramenta viável para uma ampla gama de aplicações de construção.

A RP Platform teve a sorte de sentar-se com o Dr. Richard Buswell para discutir a pesquisa de ponta que está ocorrendo em Loughborough, o desafio de introduzir uma nova tecnologia para uma indústria conservadora e a parte da AM em um movimento mais amplo em direção à automação em todo o setor.



Como você começou a se interessar pela impressão 3D?



Minha experiência é construir desempenho energético. Foi nisso que fiz meu doutorado, mas na época, havia algumas conversas acontecendo entre nossos departamentos de engenharia civil e engenharia mecânica sobre manufatura aditiva, o que despertou meu interesse e me envolvi a partir de então.



Conte-me um pouco mais sobre algumas das pesquisas que você está fazendo sobre impressão 3D em Loughborough no momento ...



Fizemos vários estudos de escopo em torno da ideia da manufatura aditiva em 2004, mas não foi até 2006 quando recebemos nossa primeira grande doação. O Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e Engenharia (EPSRC) iniciou uma iniciativa nacional em busca de centros de manufatura inovadores de excelência, e Loughborough foi um deles. Isso nos deu a plataforma para apresentar este trabalho de ‘céu azul’, que era, obviamente, “Podemos usar manufatura aditiva na construção?”

Era uma questão em aberto. O que estaríamos imprimindo? Como estaríamos imprimindo? Nenhuma dessas respostas estava lá. Em 2011, desenvolvemos nossa tecnologia de impressão 3D de concreto e, nos anos seguintes, temos tentado comercializá-la, trabalhando com pessoas como Hyundai e (mais recentemente) Skanska para levar a tecnologia para lá.

Nós tivemos uma ideia e provamos sua viabilidade em laboratório, mas se ela tiver alguma perna, precisa ir para a arena industrial.



Como você chegou à impressão 3D de concreto, em oposição a outros materiais?



Essa é uma boa pergunta. Tudo se resume à funcionalidade dos componentes que você deseja fazer. Criamos edifícios de vidro, aço, madeira, gesso, concreto e argila. Existem boas razões para usarmos esses materiais. Eles geralmente são de origem local (particularmente argila e concreto), são muito robustos e duráveis, e a indústria os entende. Se você vai produzir algo que fará parte de um edifício, tem que ser fundamentalmente adequado para o propósito. A construção é uma indústria que opera com margens muito baixas. Alguns percentuais de lucro são típicos para grandes empresas, então você não vai conseguir materiais exóticos da era espacial para a maioria dos edifícios. Você deseja usar materiais relativamente baratos, prontamente disponíveis e adequados para a finalidade.

Tivemos muitas discussões sobre isso; dentre os materiais disponíveis, quais você poderia aplicar à manufatura aditiva? Clay, certamente. Por outro lado, quando você está falando sobre vigas e vigas de aço, existem razões pelas quais fazemos coisas assim com métodos familiares. A sinterização de metal com aço é um processo de alta energia, e você também tem todos os custos de preparação dos materiais a considerar, portanto, não é uma escolha óbvia para construção.

No final das contas, o concreto é um material realmente bom. Se tivermos uma mistura homogênea e bem compactada - independentemente de ser fundida ou impressa - sabemos mais ou menos como será seu desempenho. Sabemos que podemos reforçá-lo para obter capacidade de flexão e, junto com isso, tem havido muito trabalho em concretos spray, que são um primo mais velho da impressão em concreto 3D.

Meu colega, o professor Simon Austin, que tem sido um parceiro neste trabalho, passou sua carreira procurando por spray de concreto para reparo. Com pontes, por exemplo, o concreto embaixo às vezes se quebra para que você possa ver o reforço. Você pode borrifar concreto sobre isso para consertá-lo. Muito trabalho havia sido feito na reologia [o estudo do fluxo da matéria] dessas misturas em Loughborough, então parecia uma extensão natural ir de pulverizar concreto para extrusá-lo.

O que acontece é que temos um bom material que a indústria conhece e entende. Sabemos algo sobre a reologia e como fazer o que queremos e, uma vez que você está extrudando, você pode colocá-lo em três dimensões. Pareceu um passo sensato.



Como tem sido a aceitação desde então?



A ideia da impressão 3D com concreto vem crescendo muito. Existem atualmente 30-40 projetos em andamento nesta área internacionalmente. Muitos estão olhando para extrusão e construção de paredes verticais no local, ao passo que originalmente estávamos olhando para gerar componentes que são montados em edifícios. No geral, tem havido muito interesse globalmente. No momento, a indústria está de olho na tecnologia - apenas entendendo para onde ela pode ir e quais são suas capacidades.

Não acho que haja um mercado claramente definido ainda. Existem todas essas idéias diferentes (as pessoas têm procurado imprimir casas de baixo custo, por exemplo), mas até que alguém estabeleça uma entidade comercial séria que esteja realmente gerando renda, não saberemos. Era o mesmo nos primeiros dias da manufatura aditiva:é ótimo para prototipagem, mas para que mais serve?

Ainda estamos nesse primeiro estágio, porque a indústria da construção é bastante conservadora. Ainda é bastante novo para todo o conceito de modelagem 3D. Acho que há um longo caminho a percorrer, mas assim que uma pessoa fizer isso, as pessoas começarão a pensar em como podem aplicar essas tecnologias e a confiança aumentará.



Neste ponto, que tipo de aplicativo você está imaginando para ele?



Ao longo da jornada, essa tem sido uma das grandes questões. O que você vai fazer com isso? Onde fica o mercado? Em Loughborough, produzimos uma peça de bancada - uma instalação de arte. Claramente, isso é um aplicativo. Acho que há uma tendência crescente de pessoas que desejam coisas personalizadas como essa, então essa tecnologia não entraria nesse mercado em algum nível?

Quando os arquitetos e seus clientes desejam painéis curvos ou formas complicadas - qualquer coisa que exija um molde - rapidamente se torna proibitivamente caro e, embora não seja barato com AM, pode tornar um projeto complicado uma opção competitiva. Se você torná-la uma opção competitiva, então haverá mercado para ela.

Acho que tudo isso faz parte de um movimento mais amplo em direção à automação na construção - a eliminação do trabalho manual. Particularmente no Reino Unido, para todo o trabalho de infraestrutura que vai acontecer nos próximos 20-30 anos - todos os grandes projetos civis - simplesmente não há trabalho para fazê-lo. Portanto, há uma grande motivação para ver como a automação pode ajudar. A automação da construção é um mercado inexplorado, portanto, há um panorama muito mais amplo em jogo aqui. A impressão 3D é uma boa ponta de lança e tenho certeza de que terá um nicho, então acho que nos próximos anos veremos mais disso nesta área. Por exemplo, o Centro de Tecnologia de Fabricação já está usando nosso projeto de impressão 3D com a Skanska para desenvolver sua ala de automação de construção.



Que tipo de tendências mais amplas em relação à automação você está vendo no mundo da construção no momento?



Algumas pessoas comparam isso à transição pela qual a indústria automotiva passou quando se mudou para linhas automatizadas. Estamos olhando para duas indústrias baseadas em manual, onde saúde e segurança são fatores primordiais. Colocar as pessoas em perigo, lidar com materiais nocivos, as consequências ao longo da vida do trabalho manual pesado ... Todas essas coisas são extremamente importantes para a saúde da nação. Também somos uma nação que envelhece, por isso não teremos milhões de jovens de 20 anos para levantar coisas! Coisas como fazer venezianas no local, trabalhar no solo ou em altura ... Nestes tipos de ambientes perigosos, se você pudesse reduzir o número de pessoas que trabalham neles, você poderia reduzir as chances de acidentes.

O desafio será:como a indústria realmente faz isso acontecer. Vai afetar todo o processo construtivo, onde tudo tem que ser planejado para ser produzido e fabricado de uma determinada forma. Em uma fábrica, onde você está fazendo componentes, talvez seja mais capaz de introduzir métodos automatizados, mas as operações no local são um desafio, porque a automação tem que trabalhar com todos os outros elementos.

Não é um passo insignificante de se dar; estamos falando de décadas. Mudanças importantes acontecerão em um longo período. Com a impressão de concreto, acho que sempre vale a pena refletir sobre as coisas aditivas em menor escala, quando apareceu pela primeira vez nos anos oitenta. Só agora está encontrando seus nichos e seus mercados. É um longo período de desenvolvimento! Fazemos apenas dez anos, mas nesses dez anos vimos uma enorme aceleração do interesse globalmente e pessoas começando a trabalhar com essa tecnologia. Isso significa que, internacionalmente, as pessoas estão começando a se alimentar do panorama geral, mas em termos de tornar isso uma realidade comercial, quem sabe ...

Para que realmente aconteça na indústria, acho que estamos falando de 10 a 20 anos, mas olhando para algumas das primeiras histórias de sucesso, pode ser antes disso.



O que está por vir para a impressão 3D em um futuro muito próximo que deixa você mais animado?



Nos últimos anos, o que tem sido ótimo é que parece haver uma grande explosão de interesse internacional. Acho que as casas impressas em 3D de Winsun realmente fizeram todos se sentarem, então eles trouxeram os holofotes para a área. Por trás disso, há um comitê RILEM do qual faço parte que analisa reologia e tecnologia concretas. Estamos trabalhando para entender mais sobre o tratamento técnico das argamassas de cimento usadas na impressão de concreto do ponto de vista da ciência dos materiais. Isso, então, aumentará a compreensão e apoiará quaisquer futuras aplicações de construção.



http://www.lboro.ac.uk/enterprise/3dcp/