Lo spider-robot che costruisce strutture metalliche con una stampante 3D

Il prototipo nato dal progetto AUTO-R3(d)ICOLARI: un robot con una stampante 3D mobile

Uno spider-robot equipaggiato con una stampante 3D che, come un ragno sulla sua tela, è in grado di fabbricare strutture reticolari muovendosi lungo le parti già realizzate per costruire quelle ancora mancanti, senza l’aiuto di supporti esterni. È il risultato del progetto AUTO-R3(d)ICOLARI, realizzato da un gruppo di giovani ricercatori e finanziato dal programma Alma Idea dell’Università di Bologna.

Il prototipo – per il quale è stata depositata una domanda di brevetto – utilizza una stampante 3D mobile grazie alla quale, insieme all’oggetto da realizzare, costruisce gli elementi di guida necessari per il suo movimento. In questo modo, il robot riesce a spostarsi lungo le parti già stampate e completare in autonomia la struttura da realizzare.

“Quello che abbiamo messo a punto è un sistema mobile e flessibile, adatto per stampare oggetti tridimensionali di qualsiasi geometria, con dimensioni anche molto superiori a quelle della stampante stessa”, dice Michele Palermo, ricercatore al Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali dell’Università di Bologna, che ha guidato il progetto. “Si tratta di una tecnologia che si presta a qualunque materiale adatto alla stampa 3D: metalli, polimeri, materiale cementizio”.

Michele Palermo, Vittoria Laghi e Tomaso Trombetti insieme al prototipo brevettato

Il progetto è nato per esplorare le potenzialità di un’innovativa tecnologia di stampa 3D dei metalli chiamata "Wire and Arc Additive Manufacturing": un sistema particolarmente adatto per creare costruzioni in acciaio come ad esempio le strutture di copertura di palazzetti, stadi o aeroporti. L'idea fondante è nata nel 2015, quando MX3D - azienda olandese ora partner industriale del team di ricerca - ha realizzato il primo ponte al mondo interamente in acciaio stampato in 3D con una stampante mobile.

Mettendo insieme competenze nel campo dell’ingegneria strutturale e dei materiali, della meccanica computazionale, della matematica applicata e della robotica, i ricercatori dell’Università di Bologna hanno ora perfezionato questa tecnologia, realizzando un prototipo capace di lavorare in autonomia, senza la necessità di impalcature o altri supporti. Un’innovazione che apre la porta ad affascinanti visioni future. “Si tratta di tecnologie adatte per creare costruzioni in ambienti particolarmente pericolosi o addirittura in contesti extraterrestri, perché non è necessaria la presenza di personale sul campo”, conferma il professor Tomaso Trombetti, che ha coordinato le attività del gruppo di ricerca. “In una prospettiva a lungo termine, questi strumenti potrebbero essere usati per realizzare costruzioni ad elevata efficienza strutturale, anche di dimensioni tali da consentire la copertura di intere città”.

Il progetto AUTO-R3(d)ICOLARI è stato finanziato dal programma di ricerca "Alma Idea – Linea di intervento Junior", pensato per sostenere idee innovative di ricerca promosse da giovani ricercatori dell'Università di Bologna. Il team che lo ha realizzato è composto da Michele Palermo (responsabile dell’attività di ricerca) e Vittoria Laghi, entrambi del Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali (DICAM), Luca Patruno del Laboratorio di Meccanica Computazionale (Dipartimento DICAM), Umberto Scarcia del Dipartimento di Ingegneria dell’Energia Elettrica e dell’Informazione “Guglielmo Marconi” (DEI) e Monica Pragliola del Dipartimento di Matematica (MAT). Il brevetto è stato ideato da Michele Palermo e Vittoria Laghi insieme al professor Tomaso Trombetti del Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali.