Industria actualizada

Tecnología de construcción para la automatización en hogares y fábricas inteligentes.

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¿Qué pasaría si, al construir su propia casa, pudiera crear piezas de concreto personalizadas que se ajustaran exactamente a sus necesidades y, al final, reducir CO2? Cómo hacer eso, conoce la puesta en marcha Piedras de impresión: Con su impresora móvil 3D, se pueden crear piezas de hormigón individuales en el sitio de construcción. La flexibilidad necesaria es proporcionada por una forma familiar de automatización industrial. sistema de cambio de herramienta de Gimatic.

La start-up vienesa Printstones se ha ocupado de la automatización en la industria de la construcción desde 2017. La atención se centra en el desarrollo de un proceso de impresión 3D para la producción automatizada y lista para el sitio de objetos de concreto, que atrae la atención con dos características inusuales: es móvil e imprime concreto, así como otros materiales cementosos que se usan en el sitio de construcción. Los elementos de encofrado convencionales ahora son cosa del pasado.

gimatic70819El Dr. Herwig Hengl es el fundador de la spin-off de la Universidad Tecnológica de Viena. Hace unos cinco años, entró en contacto con la fabricación aditiva por primera vez como empleado del Instituto de Mecánica de Materiales y Estructuras: "Se nos ocurrió esta idea cuando desarrollamos una herramienta de simulación que se puede utilizar para el análisis de tensión y tensión de componentes estresados". Para verificar los resultados de la simulación, los componentes virtuales tuvieron que ser reconstruidos y cargados. Como se trata de un proceso muy costoso y que requiere mucho tiempo, estábamos buscando una forma de automatizar las piezas directamente de los modelos 3D ", recuerda el joven empresario. Idealmente, esto debería tener lugar directamente en el sitio final: en el sitio de construcción del futuro.

Los fundadores de Printstones pudieron prevalecer con su idea de negocio frente a otras nuevas empresas 200 en un proceso de selección de la incubadora universitaria INITS. Como resultado, el modelo de negocio fue validado mediante experimentos cualitativos y cuantitativos y se lanzó el desarrollo de "Printstones X1".

Aplicación potencial en lo propio

gimatic80819Gimatic Vertrieb GmbH suministra el sistema de cambio de herramientas para la impresora 3D. El Hechinger siempre estuvo abierto a aplicaciones masivas inusuales y no directas.

En este caso, el director gerente Johannes Lörcher incluso ve una aplicación por derecho propio: "La impresión 3D está en aumento y siempre está leyendo más sobre nuevos desarrollos para la industria de la construcción. Creo que la idea de imprimir ladrillos es genial, aunque la impresión de ladrillos aún no es posible debido a las regulaciones. Pero en nuestro nuevo edificio actual en Hechingen pronto podríamos usar una impresora de este tipo para las muchas áreas de adoquines ". Johannes Lörcher supone que tales aplicaciones no industriales continuarán creciendo fuertemente con el desarrollo adicional de los Cobots.

Un metro cúbico de hormigón con geometría libre.

gimatic20819Printstones X1 es uno de los primeros prototipos de una impresora móvil 3D para obras de construcción. Con él, los elementos de hormigón se pueden imprimir hasta un tamaño de aproximadamente 1 m3. El robot se puede usar tanto afuera como adentro. Elimina los depósitos convencionales al colocar y solidificar con precisión volúmenes definidos de material a través de un proceso de posicionamiento controlado por computadora en capas sucesivas.

El proceso de impresión 3D consta de dos pasos generales: modelado 3D e impresión de componentes. Durante la generación de rutas, se implementan varios métodos para generar trayectorias de robots. En general, cada capa consta de un contorno exterior y un patrón de relleno, que se puede implementar como estructuras de panal o curvas de relleno de espacio. La preparación del material se realiza de forma totalmente automática a través de una mini planta de hormigón aguas arriba. La receta se puede variar durante el proceso de impresión, por ejemplo, para imprimir zonas muy cargadas con material de mayor resistencia. Con esta tecnología, los componentes del tamaño de lote 1 se pueden imprimir en forma variable.

Cambiador de herramientas con función clave

gimatic30819"Gimatic reconoció el potencial de las piedras de impresión en una etapa temprana y nos apoyó con una oferta adecuada", dice el fundador. En este momento, X1 Printstones tiene, además de la boquilla de impresión 3D, otra herramienta para medir el sustrato en el que se realiza la impresión. Por lo tanto, el cambiador de herramientas es una parte importante del sistema y es necesario para el cambio totalmente automático entre las herramientas.

"Esta aplicación muestra una vez más lo práctico que es tener una persona de contacto en el sitio", recuerda Johannes Lörcher. "Nuestro consultor técnico Lars Janser, de nuestra sucursal en Graz, visitó la start-up en Viena después de un primer contacto por parte de Printstones, asesoró y convenció a los jóvenes emprendedores. Nuestro cambiador de herramientas le facilitó las cosas: los argumentos principales fueron que es muy compacto y ofrece un control súper fácil ".

Características del cambiador de herramientas.

El cambiador de herramientas totalmente eléctrico EQC75 es adecuado para cambiar aplicaciones con cargas de hasta 10 kg. Principalmente se utiliza en la manipulación y robots lineales para la industria, que funcionan mecatrónicamente y sin neumáticos. Con sus dimensiones compactas de 75 x 145 x 60 mm, solo pesa 1,1 kg. En la industria, por ejemplo, encaja en los espacios reducidos de instalación de muchos robots pequeños en la clase de peso de hasta 5 kg. El EQC75 es controlado por el probado circuito 24 VI / O. La programación o el control adicional no es necesario. Su par máximo es 150 Nm, la tracción máxima 2000 N y la carga útil máxima 10 kg.

gimatic50819Para los usuarios que no desean cambiar por completo, pueden cambiar fácilmente entre eléctricos y neumáticos, porque el sistema de intercambio tiene cuatro conexiones de aire. También estaba equipado con sensores integrados para consulta de posición. La señal se emite a través del cable principal. Mediante los polos 24 y el cable de polos 8 se pueden transmitir las señales de los sensores y la fuente de alimentación. Gracias a un adaptador compatible asociado que está certificado por ISO 9409-1, también se pueden conectar productos de terceros. Una conversión posterior es fácilmente posible.

La impresión 3D reduce el CO2las emisiones

"El hormigón es después del agua el material más utilizado por los humanos, pero a un alto precio. La producción de cemento representa aproximadamente el ocho por ciento de la producción global de CO2 ", Dr. Hengl a considerar. La proporción de emisiones de CO2 de la aviación es relativamente baja aquí en un porcentaje de 2,6. "Por lo tanto, nuestro objetivo debe ser reducir el consumo de cemento siempre que sea posible. La impresión de hormigón 3D ofrece la posibilidad de eliminar zonas con poca carga de un componente para ahorrar material ".

gimatic100819El sistema está diseñado como un dispositivo de herramientas múltiples. La boquilla de presión 3D de hormigón es, por lo tanto, una de las muchas herramientas posibles. Se desarrollarán herramientas adicionales en proyectos de desarrollo conjunto con futuros usuarios y clientes.

"Estamos principalmente involucrados en investigación y desarrollo e intentamos involucrar a los futuros clientes tanto como sea posible. Trabajamos exclusivamente con socios locales, como empresas de arquitectura, diseñadores industriales, constructores y contratistas. Para el último grupo, todavía tenemos que hacer un trabajo pionero, porque la industria de la construcción, que representa alrededor del siete por ciento del mercado mundial, invierte mucho menos en investigación y desarrollo que el promedio en otros sectores ", dice Herwig Hengl.

Visión y posibilidades.

gimatic40819"Nuestra visión, o más bien, debería decir misión, es la automatización y optimización de los procesos de construcción. Queremos reducir las actividades monótonas en el sitio de construcción con nuestra tecnología y aliviar a los trabajadores de la construcción. Un buen ejemplo es la colocación de adoquines. A nadie le gusta poner piedras de rodillas en una postura encorvada ocho horas al día. Con la impresora móvil 3D, estas piedras pueden imprimirse directamente en la capa de soporte superior de la construcción de la carretera; entonces ya no es necesario un tendido ", muestra a Herwig Hengl una de las posibilidades.

Actualmente, Printstones está trabajando como una empresa ejecutora en proyectos piloto en el sector de la construcción y, en cinco años, la nueva empresa quiere hacer la transición a un proveedor de sistemas. La provisión de hardware, software y especialmente materiales de construcción es el objetivo futuro.

En el futuro, los vieneses también ven la oportunidad de utilizar garfios Gimatic en sus robots de construcción. Por ejemplo, puede imaginar usarlos para insertar elementos de refuerzo u otros componentes de instalación. En Gimatic, la aplicación se une a una gama de otras aplicaciones interesantes. Y así, en el futuro, además de recoger fresas o recoger caracoles en la industria agrícola como un programa de contraste, las piezas de concreto se sujetarán de manera segura, confiable y eficiente.


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