El proyecto 3DCONS se ha organizado en 5 actividades, que se relacionan entre ellas según indica el siguiente esquema:

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El objetivo de esta actividad es el análisis preliminar que permita obtener un conocimiento sobre los requerimientos y especificaciones iniciales que se constituyan como punto de partida para poder desarrollar avanzados procesos constructivos mediante impresión 3D. El resultado final de esta actividad, serán unas directrices y especificaciones básicas que deberán seguirse en las siguientes actividades, de modo que se asegure una complementariedad en los desarrollos de cada una de ellas y el cumplimiento de los requerimientos y funcionalidades técnicas exigibles en cada uno de los aspectos tecnológicos a desarrollar. Igualmente, se llevará a cabo una primera aproximación del diseño conceptual global de los futuros procesos, que posteriormente será desarrollado en cada uno de los aspectos contemplados en las actividades 2 (materiales), 3 (hardware y robótica) y 4 (herramientas de diseño y sistemas TIC). Líder de la actividad: VIAS Otros socios implicados: LAFARGE-C, LAFARGE-AH, PLACO, GEOCISA, PROINGESA, CYPE Y ATANGA

En esta actividad se desarrollarán nuevas formulaciones y materiales que sean compatibles con la nueva tecnología de impresión 3D. Debido a que cada material tiene un comportamiento y propiedades específicas, y a que el consorcio tiene representación de empresas de los materiales más representativos del sector de la construcción (yeso, cemento, cal), el desarrollo de esta actividad se realizará en base a dos líneas de trabajo diferentes:

  • Materiales en base a yeso y materiales mixtos, donde se estudiará fundamentalmente la impresión de ambos materiales en pasta para la construcción de elementos singulares y prefabricados de formas complejas; así como en rehabilitación de fachadas y patrimonio.
  • Materiales en base a cemento y en cal, donde se analizarán distintas mezclas empleadas para aplicaciones levemente diferentes:
  • Hormigones y morteros empleados en procesos de rehabilitación de edificios y nueva construcción. Se trabajará, en este caso, en el desarrollo de un material de baja conductividad térmica, resistente al fuego, no estructural, que pueda ser aplicado en vertical mediante un sistema robotizado, y en el desarrollo de un hormigón seco que pueda ser extrusionado para la generación de piezas singulares en rehabilitación de patrimonio y edificios singulares.
  • Morteros de cal hidráulica, empleados en la restauración de Patrimonio.

Líder de la actividad: LAFARGE-C Otros socios implicados: LAFARGE-AH, PLACO, GEOCISA, VIAS y ATANGA.

El objetivo de esta actividad es doble. Por un lado se pretende generar el diseño conceptual de los sistemas de impresión a desarrollar (impresión directa en fachadas y prefabricados a la carta) y por otro, analizar las posibilidades adicionales de automatizar otros procesos de construcción, como por ejemplo la construcción in situ de nuevos edificios o la traslación de la tecnología de la impresión 3D al ámbito de la obra civil (especialmente obra lineal). Los resultados previstos son:

  • Investigación de las posibilidades de introducción de sistemas de impresión en actividades y procesos de construcción (rehabilitación, prefabricación, construcción “in situ”).
  • Diseño de nuevos elementos para la impresión 3D en construcción y equipamientos auxiliares.
  • Desarrollar nuevos sistemas robotizados capaces de dar respuesta a las nuevas aplicaciones por impresión 3D (tanto para impresión de prefabricados “a la carta” como para impresión directa sobre elementos verticales).

Líder de la actividad: VIAS Otros socios implicados: LAFARGE-C, LAFARGE-AH, PLACO, GEOCISA, PROINGESO, ATANGA, CYPE

En la Actividad 4 se desarrollará toda una nueva tecnología de caracterización constructiva y energética de la fachada, susceptible de ser realizada de manera rápida y económica. Posteriormente, las nuevas herramientas a desarrollar permitirán realizar el diseño de la actuación y elementos a imprimir, en base al análisis efectuado. Entre otras tecnologías, se utilizará tecnología de medición láser 3D geométrica y un análisis parametrizado del comportamiento energético y acústico de la fachada. Se extraerán dos tipos de datos: por un lado, datos constructivos (análisis estructural del soporte y análisis de la envolvente térmica y acústica) simplificados para calcular el rendimiento energético, el comportamiento acústico y, por otro, medidas geométricas precisas que faciliten el diseño de la nueva fachada del edificio y su tratamiento industrializado. Además de la envolvente exterior, también se trabajará en la modelización de la envolvente interior, sobre todo en el caso de disponer de formas no convencionales. Este caso es especialmente útil para el caso de obras singulares, tanto en la parte de fachada como en tabiquerías. En este caso, se amplía el caso de edificios de aplicación incluyendo edificios de nueva construcción con soluciones no convencionales. Los resultados previstos en esta actividad son:

  • Nuevos procesos de diseño para aprovechar las nuevas tecnologías desarrolladas y los sistemas existentes en materia de captación de datos (escaneado 3D, termografía…), simulación y BIM.
  • Nuevas herramientas de simulación del comportamiento del edificio (eficiencia energética, comportamiento acústico, integridad estructural, durabilidad, etc.) para el diseño “ad hoc” de cada actuación (in situ o prefabricada): ajuste de espesores, composiciones y propiedades de cada elemento constructivo.
  • Desarrollo de procedimientos para el envío de la información contenida en los modelos desde la etapa de diseño a la a la etapa de construcción/impresión.

Líder de la actividad: CYPE Otros socios implicados: ATANGA Y VIAS

En esta actividad se llevará a cabo la integración de los resultados de las líneas de I+D desarrolladas en las Actividades 2, 3 y 4 para desarrollar los nuevos procesos de construcción mediante impresión 3D. También se llevarán a cabo distintos demostradores a modo de casos de uso, para validar la tecnología y demostrar el potencial de la misma. Para ello se construirán y utilizarán dos prototipos de sistemas de impresión (rehabilitación de fachadas y prefabricados a la carta), junto con las tres nuevas familias de materiales desarrolladas (en base a yeso, cal y cemento) y las nuevas herramientas de análisis y diseño. Los resultados previstos en esta actividad son:

  • Integración de los nuevos procesos constructivos obtenidos por aplicación de la tecnología de impresión 3D.
  • Construcción de demostradores a escala real utilizando los nuevos procesos constructivos en base a impresión 3D.
  • Validación de las tecnologías desarrolladas mediante la información y ensayos a escala real, realizados sobre los demostradores de los distintos procesos constructivos.
  • Análisis del ciclo de vida de los nuevos procesos constructivos
  • Análisis de posibles tecnologías a desarrollar a integrar para avanzar en la automatización de la construcción mediante impresión 3D.

Líder de la actividad: CYPE Otros socios implicados: ATANGA Y VIAS