Stampa 3D ed economia circolare

La Stampa 3D costituisce ormai un valido alleato per contrastare il cambiamento climatico ed adottare soluzioni sostenibili per l'ambiente, soprattutto nel campo della sostenibilità dei materiali.
Costruire utilizzando la tecnologia della stampa 3D presenta grandissimi vantaggi per l'economia e l'ecosostenibilità: anche strutture di grandi dimensioni possono essere realizzate a basso costo, impiegando anche materiali di riuso limitando così anche gli sprechi e garantendo resistenza alla struttura stessa.

Per questa serie di motivi, la tecnologia della stampa 3D rappresenta la nuova frontiera per l'edilizia e il mondo delle costruzioni. In modo particolare le stampanti 3D per calcestruzzo stanno riscuotendo sempre più consensi fra architetti e imprese di costruzione. Il calcestruzzo è infatti, dopo l'acqua, la sostanza più utilizzata al mondo. Il calcestruzzo è composto da acqua, composti cementizi e aggregato (particelle fini e grezze di sabbia, ghiaia, pietra sbriciolata e sostanze simili), tutti elementi facilmente reperibili e disponibili in abbondanza. Questo rende il calcestruzzo un materiale molto economico e popolare. 

Nonostante però i costi di una stampante 3D, la stampa in 3D del calcestruzzo presenta numerosi vantaggi: produce pochissimi scarti, è una soluzione rapida ed economica, sicura ed efficiente. Riduce anche il numero di persone impiegate in cantiere e riduce anche la stessa catena di fornitura.
Una stampante 3D per calcestruzzo funziona in maniera simile ad una stampante FDM standard. Questo perché entrambe le tecnologie si basano sull'estrusione del materiale. I loro processi per questo, sono molto simili: si parte dalla creazione di un modello 3D digitale, impiegando un software di modellazione 3D; questo modello viene poi tagliato e trasformato in G-Code; il G-Code guida la testa di stampa che deposita strati di materiali pompati da una betoniera fino a produrre quello che diventa il pezzo finale. Una stampante 3D standard viene concepita per la produzione additiva di pezzi, tramite estrusione del materiale ed è composta da un braccio robotico con un capo fissato alla testa di stampa e l'altro fissato ad una gru o ad un sistema a braccio robotico che assomiglia ad una gru.

Tra i progetti più recenti, figura il progetto realizzato da ENEA e nato dal Laboratorio di Tecnologie dei materiali Faenza. Ideato, il concept di un braciere in ceramica per stufe a pellet, che consente di ottimizzare il processo di combustione per produrre il calore e ridurre le emissioni inquinanti. La componente è di tialite sterilizzata e prodotta con stampa 3D LDM, con pasta ceramica ottimizzata.
Utilizzando la stampa 3D, è possibile realizzare oggetti in materiale ceramico con proprietà chimico-fisiche e termo meccaniche superiori in rapporto a quelle dei tradizionali bracieri in ghisa; la ceramica garantisce la braciere delle condizioni di funzionamento più costanti ad alte temperature e quindi di ottimizzare i processi di combustione della stufa che ha ricadute positive sui consumi di questa.

I ricercatori ENEA hanno spiegato che la stampa 3D consente di ottenere componenti della geometria complessa, andando a ridurre al minimo la quantità di materiale necessario per la formatura, le lavorazioni meccaniche post-processo, i tempi di realizzazione e infine, anche il consumo di energia visto che la produzione avviene a temperatura ambiente.
I ricercatori ENEA hanno anche portato avanti il progetto 3DH-solutions, che ha portato alla genesi di materiali innovativi come nano particelle ceramiche, sempre utilizzando la stampa 3D, che risultano ottimali nel restauro di edifici e monumenti. I primi interventi sono stati operati a Rocca Janula di Cassino e Palazzo Orsini di Amatrice, semidistrutto dal terremoto del 2016.