PrintStones, une technologie d’impression 3D béton mobile
Les avantages de l’impression 3D dans le secteur de la construction ne sont plus à prouver : gain de temps, complexité géométrique, coûts et pénibilité du travail réduits, etc. Les technologies 3D permettent peu à peu de bâtir des structures durables et les initiatives se développent rapidement. L’entreprise PrintStones en fait partie : basée à Vienne, elle a conçu une imprimante 3D béton mobile, facilement transportable directement sur chantier. Nous avons rencontré son co-fondateur Herwig Hengl afin d’en savoir plus sur cette machine et les futurs projets de la société qui s’est pour le moment spécialisée dans l’impression de revêtements.
3DN : Pouvez-vous vous présenter et décrire votre lien avec l’impression 3D ?
Je suis ingénieur en structure et 5 ans auparavant, je n’avais pratiquement aucun lien avec l’impression 3D. J’ai découvert la fabrication additive en tant qu’assistant universitaire à l’Institut de mécanique des matériaux et des structures.
Herwig Hengl en présence d’Irene Fialka, CEO de INiTS (crédits photo : INiTS)
À cette époque, je travaillais avec des simulations d’éléments finis et trouvais le sujet de l’optimisation topologique très intéressant. L’objectif est de supprimer les zones faiblement sollicitées d’un objet soumis à une charge lors d’un processus itératif. On obtient alors des structures d’aspect organique avec une rigidité élevée et un volume réduit. Lorsque je cherchais un moyen de créer ces objets, je suis tombé sur la fabrication additive. Nos activités d’impression 3D béton ont débuté il y a environ 2 ans, lorsque nous avons été acceptés et soutenus par INITS, l’incubateur d’entreprises de haute technologie de la ville de Vienne.
3DN : Pouvez-vous nous en dire plus sur la technologie d’impression 3D béton de PrintStones ?
La «PrintStones X1» est un premier prototype d’imprimante 3D béton mobile pour les chantiers de construction. Des éléments en béton d’une taille d’environ 1 m3 peuvent actuellement être imprimés. La vitesse d’impression est actuellement d’environ 0,2 mètre par seconde. L’imprimante 3D peut être utilisée aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur et élimine le recours au coffrage conventionnel. Le processus est comparable au dépôt de matière fondue, chaque couche étant composée d’un contour extérieur et d’un motif de remplissage. La préparation du matériel est entièrement automatique via une mini centrale de béton. La composition peut être modifiée au cours du processus d’impression, par exemple pour imprimer des zones fortement chargées avec un matériau à haute résistance. En utilisant des modèles de remplissage, la consommation de matériau est également inférieure à celle nécessaire pour un coffrage conventionnel. Ceci est particulièrement intéressant pour le béton, la production de ciment étant responsable d’environ 8% des émissions mondiales de CO2.
L’imprimante 3D mobile de PrintStones
3DN : Quel type d’applications voulez-vous réaliser ? Quels sont vos projets futurs ?
Notre première application est l’impression 3D de pavés en béton. Contrairement à la construction de bâtiments grâce aux technologies 3D, nous pouvons arriver plus rapidement sur le marché. L’impression 3D de surfaces pavées est plus écologique et protège la santé des travailleurs. Nous ouvrirons de nouvelles possibilités aux architectes paysagistes.
L’inconvénient est la vitesse, à l’heure actuelle nous sommes environ à 30-60 minutes par mètre carré. Notre objectif n’est pas de produire le plus d’éléments possibles dans les meilleurs délais. Il est en effet plus intéressant de créer un nouveau type de revêtement qui dépasse les propriétés techniques et esthétiques des solutions disponibles – on privilégie la qualité à la quantité.
Crédits photo : PrintStones
3DN : Quels sont les défis techniques de l’impression 3D béton mobile ? Quels sont ses bénéfices ?
Le plus gros défi en ce moment est la question du renforcement. Le béton ayant une résistance à la traction relativement faible, les composants soumis à la flexion ou à la traction sont généralement renforcés par des éléments en acier. De nombreuses entreprises et universités du monde entier étudient la pression du béton armé 3D. Il existe de nombreuses approches différentes, allant de l’insertion manuelle de barres de renforcement au déroulage de bobines de fil en passant par l’insertion de diverses fibres.
Les avantages de l’impression 3D béton résident dans la liberté de forme et la possibilité de produire des pièces individuelles à faible coût. Vous avez également besoin de moins d’espace car aucun panneau de coffrage ni moule ne sont stockés. De plus, en principe, on peut produire à la demande – vous devez quand même attendre 24 heures avant que l’objet en béton soit expédié, ce dernier ayant déjà environ 40% de sa résistance finale.
Avec l’impression 3D béton mobile, il n’y a aucun besoin d’installation ni de logistique, car les objets sont imprimés directement sur le lieu d’utilisation finale.
PrintStones se concentre sur l’impression 3D de pavés
3DN : Comment voyez-vous l’avenir de l’impression 3D béton ?
Dans un futur proche, la production de composants sous contrainte sera intéressante. À long terme, un certain nombre de défis doivent encore être résolus, tels que les problèmes de réglementation dans l’industrie de la construction en plus des problèmes de renforcement.
3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs?
Une fois par mois, nous proposons à la vente des éléments de conception en béton imprimés en 3D, de façon limitée. Vous pouvez trouver plus d’informations sur le site de PrintStones ICI.
*Crédits photo de couverture : Bernhard Buzin, artcoredesign.at
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