Edilizia stampata in 3D: una tecnologia sempre più concreta

Dalla bioedilizia alla manifattura additiva per l’edilizia: il successo delle abitazioni stampate in 3D dipende anche da componenti meccanici spesso invisibili, ma fondamentali. È il caso delle lamine di scorrimento in tecnopolimero sviluppate da igus e integrate nelle stampanti Crane WASP, impiegate per costruire edifici in terra cruda come il celebre progetto TECLA.

La stampa 3D per l’edilizia sta passando dalla fase sperimentale a quella applicativa. Tra le realtà più avanzate del settore figura l’italiana WASP (World’s Advanced Saving Project), che ha sviluppato la piattaforma modulare Crane WASP per la costruzione di edifici utilizzando materiali naturali e reperibili localmente, come argilla, terra e miscele con sottoprodotti agricoli.

L’esempio più noto è TECLA, realizzata a Massa Lombarda, in provincia di Ravenna, considerata il primo edificio al mondo a cupola ottenuto tramite stampa 3D di una miscela composta da terra e acqua. Il progetto rappresenta uno dei casi più emblematici di applicazione della costruzione additiva a basso impatto ambientale. L’obiettivo è chiaro: rendere possibile la costruzione di abitazioni sostenibili e accessibili anche in aree remote, riducendo la dipendenza da materiali industriali, trasporti e processi energivori.

Il vero problema delle stampanti 3D da costruzione: polvere, sporco e manutenzione

Quando si parla di stampa 3D edilizia, l’attenzione si concentra generalmente sulle dimensioni delle macchine, sugli estrusori o sui materiali impiegati. Tuttavia, uno degli aspetti più critici riguarda la durabilità dei sistemi di movimentazione. Le stampanti di grande formato operano infatti direttamente in cantiere o in ambienti semiaperti, dove polvere, residui di terra, umidità e sbalzi termici rappresentano condizioni particolarmente gravose per cuscinetti e guide lineari.

Nel caso di Crane WASP, il sistema è costituito da una struttura modulare con:

• area di stampa fino a 8,2 metri di diametro;
• altezza operativa di 3,2 metri;
• braccio rotante a 360°;
• estrusore mobile che deposita il materiale strato dopo strato.

Durante la costruzione di TECLA la macchina ha lavorato per circa 200 ore, sottoponendo tutti i componenti meccanici a sollecitazioni continue. In particolare, i cuscinetti della testina lungo l’asse Z sono esposti costantemente a polveri e materiali abrasivi.

Perché WASP ha scelto i cuscinetti polimerici igus

Per superare i limiti delle soluzioni tradizionali, WASP ha adottato le lamine di scorrimento drylin R JUM-01-50 di igus, realizzate nel materiale ad alte prestazioni iglidur J. La caratteristica distintiva di questi componenti è il funzionamento senza lubrificazione. A differenza dei cuscinetti metallici convenzionali, che necessitano di grassi o oli periodicamente reintegrati, i tecnopolimeri igus incorporano lubrificanti solidi distribuiti all’interno del materiale stesso. Durante il funzionamento, questi vengono progressivamente rilasciati, consentendo il movimento senza necessità di manutenzione ordinaria. Per una macchina destinata a lavorare in ambienti sporchi e polverosi, il vantaggio è duplice: eliminazione dei problemi legati alla contaminazione dei lubrificanti; drastica riduzione degli interventi manutentivi. 

I vantaggi tecnologici per la stampa 3D delle costruzioni

L’impiego delle lamine di scorrimento polimeriche non rappresenta solamente una scelta di manutenzione, ma incide direttamente sulle prestazioni della macchina. Secondo quanto riportato da WASP, i componenti igus risultano fino all’80% più leggeri rispetto agli equivalenti metallici. Questa riduzione di massa migliora la dinamica del sistema di movimentazione e permette una risposta più rapida della testina di stampa. I benefici operativi includono:

• maggiore precisione di deposizione del materiale;
• migliori tempi di risposta degli assi;
• riduzione delle inerzie;
• aumento della qualità superficiale degli elementi stampati;
• minore rischio di fermo macchina.

Inoltre, le lamine sono progettate per assorbire contemporaneamente carichi radiali e assiali e mantengono le proprie caratteristiche anche in presenza di umidità e variazioni termiche, condizioni tipiche dei cantieri all’aperto.

Le principali applicazioni della stampa 3D in argilla

La tecnologia sviluppata da WASP trova applicazione in diversi scenari:

Housing a basso costo

La possibilità di utilizzare terreno disponibile in loco riduce drasticamente il fabbisogno di materiali da trasportare, rendendo il modello particolarmente interessante nei paesi in via di sviluppo e nelle aree con limitata disponibilità infrastrutturale.

Ricostruzione post-emergenza

La rapidità di installazione delle stampanti e la possibilità di utilizzare materiali naturali consentono di immaginare interventi di ricostruzione in seguito a calamità naturali o crisi umanitarie.

Bioedilizia e architettura sostenibile

Le geometrie organiche ottenibili tramite stampa additiva permettono di ottimizzare l’impiego del materiale e di progettare involucri edilizi più efficienti sotto il profilo termoigrometrico.

Ricerca e sperimentazione

Università, centri di ricerca e studi di progettazione utilizzano queste tecnologie per sviluppare nuovi modelli costruttivi basati su economia circolare e materiali naturali locali.

Un dettaglio che diventa strategico

Il caso WASP-igus dimostra come l’evoluzione della stampa 3D per le costruzioni non dipenda solamente dalla dimensione delle macchine o dalle caratteristiche dei materiali estrusi. Anche componenti apparentemente secondari, come guide lineari e sistemi di scorrimento, possono influenzare in modo significativo produttività, precisione e affidabilità. In un settore che punta a costruire edifici sostenibili con processi automatizzati, la riduzione della manutenzione, l’eliminazione della lubrificazione e l’aumento della resistenza a polvere e sporco diventano fattori determinanti per rendere la stampa 3D edilizia una tecnologia realmente scalabile.