A impressão 3D está transformando a indústria da construção

A indústria da construção está mudando, devido à impressão 3D que torna mais barato e rápido construir edifícios e outras estruturas automatizando os processos de construção usando soluções robóticas de extrusão de concreto. Nos últimos cinco anos, a impressão de construção 3D (3DCP) começou a acompanhar a proliferação de aplicativos AM e melhorias observadas em outros setores, como saúde e industrial, mudando fundamentalmente uma das maiores indústrias do mundo.

Compreendendo a indústria de impressão 3D para construção

As impressoras 3D usadas para construção geralmente se enquadram em duas categorias:configurações tipo pórtico e braços robóticos, sendo o primeiro a solução dominante para impressão no local de estruturas inteiras de edifícios. Além disso, os players da indústria de impressão de construção 3D são categorizados por serem apenas fornecedores de tecnologia (como COBOD International); fornecedores de construção completos de ponta a ponta que também atuam como empreiteiros, usando seus próprios materiais proprietários; ou mesmo como Empreiteiros Gerais que gerenciam toda a construção de novos edifícios do início ao fim.

A utilização da impressão 3D na construção tem vindo a crescer rapidamente nos últimos cinco anos, não só em termos de edifícios realizados, mas também no que diz respeito ao tipo de edifício ou estruturas a realizar. Para citar algumas aplicações e exemplos de 3DCP, as máquinas COBOD sozinhas têm sido usadas por nossos parceiros para imprimir prédios de um, dois e três andares de até 4.100 pés2 (por exemplo, PERI Group). Eles construíram escolas (Holcim/14 Árvores), bases de torres de turbinas eólicas a 30 pés (GE Renewable Energy) e muitas outras estruturas em seis continentes.

Para habitação residencial, que tem sido a área de maior interesse até agora, o 3DCP aborda até um máximo de 45% do custo total de construção do edifício. Isso ocorre porque alguns tipos de custo ainda não podem ser abordados pela tecnologia de impressão:incluem acabamento/superfícies, janelas, portas e componentes ocultos, como mecânicos, elétricos ou hidráulicos. Para aplicações mais comerciais e industriais, como torres de turbinas eólicas, a tecnologia aborda uma porcentagem muito maior, até 80% do custo total.

Com o mercado 3DCP ainda em sua infância, as estimativas de tamanho de mercado para a indústria ainda são muito prematuras para confiar. No entanto, devido ao tamanho do mercado de construção, se o 3DCP fosse usado em apenas 0,01% dos canteiros de obras, o tamanho do mercado ainda seria enorme.

Por que a impressão de construção 3D está decolando?

Existem quatro principais benefícios do 3DCP:automação, velocidade, sustentabilidade aprimorada e liberdade de design adicional. Aqui vou apenas abordar as duas primeiras vantagens.

Automação reduzindo custos:A indústria da construção está entre as menos automatizadas/digitalizadas de todos os setores com grande potencial de aumento de produtividade. De 1947 a 2010 nos EUA, a produtividade aumentou 8x na manufatura e 16x na agricultura, enquanto a construção quase não teve ganhos de produtividade. Como consequência deste e de outros fatores, o custo de aquisição de uma casa aumentou dramaticamente nos últimos anos, gerando parcialmente um descompasso cada vez maior entre oferta e demanda, com os EUA sozinhos enfrentando uma lacuna de quatro milhões de residências. A situação é agravada ultimamente por aumentos dramáticos nos preços de materiais (por exemplo, madeira e aço) e uma falta geral de mão de obra qualificada. Embora o 3DCP sozinho não possa resolver todos esses problemas estruturais, a automação de processos reduz os custos ao abordar a escassez de mão de obra, com as impressoras exigindo apenas 3 pessoas para operar. Ultimamente, também têm sido desenvolvidas soluções entre outras pela COBOD pelas quais é possível usar concreto comum para 3DCP (em vez das argamassas muitas vezes mais caras), entre os materiais de construção mais baratos do mundo.

Velocidade aprimorada para execução mais rápida do projeto:devido à maior experiência com o domínio do uso da tecnologia 3DCP por mais e mais empresas, não estamos longe de ver as paredes de uma casa típica de 2.000 pés2 sendo impressas em 3D em apenas cinco dias úteis. Fazer o mesmo com métodos convencionais, como molduras ou alvenaria, levaria muito mais tempo e envolveria mais trabalhadores. Como exemplo da curva de aprendizado fácil do 3DCP, em 2020 nosso parceiro PERI Group levou 36 dias para imprimir em 3D seu primeiro edifício, uma casa de 1.700 pés2 de 2 andares na Alemanha. Isso é equivalente a fazer aproximadamente 50 pés2 por dia. Quando eles concluíram seus segundos projetos alguns meses depois, uma unidade muito maior de 3 andares e 4.100 pés2 de cinco apartamentos, eles reduziram o tempo de impressão para apenas 21 dias, o equivalente a aproximadamente 200 pés2 por dia. Eles quadruplicaram sua produtividade do primeiro para o segundo projeto. Quanto mais eles reduzirão o tempo de impressão ao executar seu 10º projeto? E quanto ao projeto número 100? Com apenas uma duplicação da produtividade - e isso parece altamente provável com base nos resultados até agora - a meta de cinco dias úteis para um edifício de 2.000 pés2 será alcançada em breve.

O futuro da impressão 3D na construção

O 3DCP naturalmente enfrenta barreiras para liberar todo o seu potencial, como códigos/padrões de construção atualizados e qualificação da mão de obra. No entanto, estamos certos de que a tecnologia levará a indústria da construção de uma curva S tecnológica para outra, trazendo consigo os benefícios acima mencionados e muito mais.

Compare os primeiros laptops e telefones celulares PC da década de 1980 com seus equivalentes atuais:o 3DCP embarcará em uma jornada semelhante de aprimoramento e uso generalizado experimentado por essas outras tecnologias inovadoras, impulsionadas por três fatores. Primeiro, as impressoras se tornarão mais confiáveis ​​e rápidas. Em segundo lugar, as impressoras 3D aumentarão em escala, permitindo projetos maiores. Assim, é provável que dentro de um ano comecemos a ver gráficas capazes de imprimir prédios com até cinco ou até seis andares. Terceiro, novos casos de uso serão desenvolvidos, por exemplo, um foco maior em edifícios e estruturas comerciais, não apenas habitações residenciais, onde a tecnologia 3DCP pode abordar uma parcela maior do custo total.