Review su materiali e tecnologie inerenti alla stampa 3D in calcestruzzo

Il primo capitolo è caratterizzato da una prima parte relativa alla introduzione della manifattura additiva, illustrando le principali caratteristiche della stampa 3D, l’evoluzione cronologica delle varie tecnologie di stampa e descrizione del processo di stampa 3D con una breve overview sulle tecnologie principali di stampa 3D. Mentre la seconda parte del primo capitolo è dedicata alle osservazioni sulla stampa 3D applicata al contesto delle costruzioni, con particolare riferimento ai motivi che incrementano l’interesse scientifico e imprenditoriale sulla stampa 3D in calcestruzzo e l’introduzione delle tecnologie di stampa 3D in calcestruzzo con particolare riferimento alle principali caratteristiche delle stampanti 3D in stile gantry e robotiche. Descrizione delle tecnologie e dei principali processi di stampa 3D delle tecnologie powder-based e Material deposition method (MDM). Il secondo capitolo tratta le sfide del calcestruzzo introdotte dalla stampa 3D in termini di requisiti meccanici e di proprietà reologiche del calcestruzzo contestualizzati al processo di stampa 3D. Si descrive la reologia delle malte cementizie e il comportamento a livello microstrutturale del calcestruzzo e vengono analizzati i requisiti in termini dei parametri qualitativi pompabilità, estrudibilità, edificabilità e le relative osservazioni sulle varie criticità ad esse associate alle quali il calcestruzzo deve soddisfare al fine di essere idoneo al processo di stampa 3D. Inoltre, viene esposta una descrizione dei concetti principali inerenti alla misurazione e modellazione del comportamento tissotropico mostrato dal calcestruzzo fresco, il quale determina la variazione nel tempo delle proprietà meccaniche e reologiche del calcestruzzo fresco. Nel terzo capitolo vengono illustrate le considerazioni sulla necessità di un metodo di analisi strutturale adeguato alla valutazione dell’edificabilità di un calcestruzzo relativamente a un determinato processo di stampa 3D. E’ presente la descrizione delle fasi che conducono alla simulazione numerica del calcestruzzo durante la stampa 3D. Il quarto e ultimo capitolo illustra alcuni casi studio di strutture stampate in 3D e gli sviluppi futuri.