3D printing for construction: a procedural and material-based approach

Abstract

espanolLas aplicaciones de impresion 3D para construccion se encuentran en una fase inicial de desarrollo, tanto en lo referente a materiales y piezas como a procedimientos. Dichas limitaciones se deben a la especificidad del sector, el coste de la maquinaria necesaria y una ausencia de un patron procedimental caracteristico. El articulo presenta una metodologia innovadora para superar estas limitaciones mediante un flujo de trabajo sencillo que permita el uso generalista de brazos roboticos mediante software integrativo y un uso de materiales optimizado. Asimismo se expone la integracion de diseno y fabricacion combinando Sistemas de Integracion Robotica y tecnicas de Fabricacion por Deposicion. Finalmente se muestra un modelo de optimizacion de material y patrones de relleno inteligentes. Se expone una pieza real de 0,4 × 0,4 × 1,5 metros como demostrador tecnologico de gran escala. English3D printing for construction is stagnated at an early stage of development, especially regarding material optimization and procedural issues. These limitations are due to the specific knowledge that these technologies imply, the total cost of the machinery involved, and the lack of clear procedural guidelines. This paper presents a methodology that aims at overcoming these limitations through a workflow that allows for the ease of use of 6-axis robotic arms. A technique for the optimization of material usage is presented. A test case that shows the integration the design-to-fabrication process combining Integrated Robotic Systems (IRS) and Additive Layer Manufacturing (ALM) techniques is discussed. A structure-based approach to material optimization and smart infill patterning is introduced. A 0.4 × 0.4 × 1.5 m test part is shown as technological demonstrator.