Gli ingegneri del MIT hanno stampato in 3D mattoni di vetro per l’edilizia

Il vetro è un materiale al centro dell’interesse attuale perché, finché non viene contaminato, può essere riciclato all’infinito senza che le sue proprietà cambino. Questo è parte del fascino del suo utilizzo nella produzione additiva e, rispetto alla tradizionale fusione del vetro, i metodi AM possono consentire una maggiore flessibilità di progettazione e una riduzione dei costi. Tenendo conto di queste caratteristiche, gli ingegneri del MIT hanno voluto testare la fattibilità dell’uso del vetro AM per produrre componenti edilizi strutturali. Hanno quindi sviluppato unità di muratura in vetro stampate in 3D che possono essere impilate e incastrate come i mattoncini LEGO.

La ricerca è stata condotta dagli ingegneri del MIT Daniel Massimino, Ethan Townsend, Charlotte Folinus, Michael Stern e Kaitlyn Becker. Insieme, hanno fabbricato mattoni resistenti e multistrato in vetro. Ogni blocco è dotato di due pioli rotondi come un LEGO, che permettono di disporli e riorganizzarli all’infinito, consentendo una ricca diversità compositiva e un ciclo di vita di lunga durata. I mattoncini possono essere fusi in ogni momento per essere stampati all’infinito.

In un articolo di MIT News, Massimino ha spiegato: “Con la forma a otto, possiamo vincolare i mattoni e allo stesso tempo assemblarli in pareti con una certa curvatura”. La muratura di vetro riconfigurabile degli ingegneri si allinea al concetto di costruzione circolare, l’idea che i materiali da costruzione debbano essere riutilizzati, ove possibile, per ridurre le emissioni di carbonio associate alla costruzione totale di un edificio. La sostenibilità dei blocchi di vetro è stata un fattore trainante della ricerca.

Focus sul materiale

Gli ingegneri del MIT hanno utilizzato una stampante 3D per vetro personalizzata, chiamata Glass 3D Printer 3 (G3DP3), fornita dalla società Evenline, spin-off del MIT. La macchina utilizza un forno per fondere le bottiglie di vetro schiacciate in una forma stampabile e poi le deposita in strati. La macchina può stampare un volume massimo di 32,5 x 32,5 x 38 cm, adatto a produrre unità di muratura a grandezza naturale.

Il team ha stampato tre tipi di blocchi – completamente cavi, stampati e fusi e completamente stampati in 3D – e ha scoperto che “le unità murarie cave offrono una lavorabilità più immediata, mentre quelle completamente stampate hanno il potenziale per fornire un metodo di produzione di elementi edilizi trasparenti e circolari”.

Hanno testato la resistenza dei blocchi utilizzando una pressa idraulica industriale e hanno scoperto che i blocchi più resistenti potevano sopportare la stessa pressione di un blocco di cemento. I blocchi più resistenti erano quelli con un dispositivo di incastro separato nella parte inferiore, realizzato con un materiale diverso. “Il vetro è un materiale complicato da lavorare”, spiega Becker nello stesso articolo del MIT News. “Gli elementi a incastro, realizzati con un materiale diverso, si sono dimostrati i più promettenti in questa fase”. Secondo l’articolo, i ricercatori hanno in programma di stampare altri elementi di vetro.

Gli ingegneri hanno costruito una parete di vetro nel campus del MIT per mostrare il potenziale dei mattoni stampati in 3D. In futuro, hanno in programma di costruire strutture più grandi e complesse con i blocchi e ritengono che potrebbero essere utilizzati per facciate e pareti interne. Per saperne di più, leggi l’articolo di MIT News o lo studio pubblicato: qui.  

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*Crediti di copertina: Ethan Townsend/MIT News