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Caso de estudio

Impresión en 3D de maquetas arquitectónicas en GS E&C

GS E&C utiliza la Stratasys F770 para imprimir en 3D maquetas arquitectónicas a gran escala, lo que reduce el tiempo de producción de las maquetas entre un 30 % y un 40 %.


Caso práctico de GS E&C

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Perfil del cliente

Fundada en 1969, GS E&C es una de las cinco principales empresas constructoras de Corea del Sur. Opera en todo el sector de la construcción —incluidos la arquitectura, la vivienda, la ingeniería civil y las plantas industriales— y se sitúa sistemáticamente a la cabeza en la evaluación de capacidad constructiva realizada por el Ministerio de Territorio, Infraestructuras y Transporte. En la actualidad, gracias a la ejecución satisfactoria de proyectos a gran escala en Asia, Oriente Medio, Europa y en todo el mundo, estamos consolidando nuestra posición como empresa global de EPC (ingeniería, aprovisionamiento y construcción).

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Reto

La comunicación y la colaboración son los factores más importantes para impulsar los proyectos de construcción. Esto se debe a que, en el sector de la construcción, las partes implicadas de diversas especialidades trabajan en estrecha colaboración a lo largo de todas las fases, desde el diseño hasta la construcción.

Aunque los planos en 2D han sido tradicionalmente el principal medio de comunicación y colaboración en el sector de la construcción, el diseño 3D digital se ha convertido recientemente en un método excelente para examinar los detalles en tres dimensiones.

Sin embargo, no es 100 % perfecto. Es prácticamente imposible detectar con total precisión los errores que se producen durante las modificaciones del diseño o las interferencias complejas en el edificio utilizando únicamente un modelo de diseño en 3D. Como medida complementaria, GS E&C crea maquetas a escala previas a la construcción para identificar conflictos estructurales o problemas de construcción que pueden pasarse por alto fácilmente en un modelo 3D. Por ejemplo, las interferencias que se producen durante la instalación de encofrados de hormigón o las formas de garantizar una construcción segura pueden identificarse de forma temprana a través de las maquetas y reflejarse en el diseño para mejorar el proceso.

A medida que la necesidad de realizar revisiones preliminares mediante maquetas a escala cobró mayor importancia y aumentaron las exigencias de producción, el Future Technology Institute/BIMteam de GS E&C (en adelante, GS E&C) sintió la necesidad de mejorar su entorno de impresión 3D. Las pequeñas impresoras 3D utilizadas anteriormente resultaban ineficaces en diversos aspectos a la hora de producir grandes maquetas arquitectónicas debido a su tamaño de impresión limitado. Por ejemplo, imprimir y montar una estructura en varias piezas requería mucho tiempo y mano de obra, y daba lugar a problemas como una menor precisión y una calidad superficial inferior.

3D printed model house using Stratasys F770 FDM 3D Printer

A veces, cuando se recurre exclusivamente a los modelos 3D, pueden pasarse por alto algunos errores, y existían muchas limitaciones a la hora de colaborar con personas que no estaban familiarizadas con los modelos 3D. Sin embargo, al utilizar una maqueta a escala, todo el mundo, desde los diseñadores hasta el personal de obra, puede identificar fácilmente y de un solo vistazo los posibles problemas o dificultades, lo cual supone una ventaja significativa.

Solución

GS E&C estudió la incorporación de impresoras 3D con un objetivo claro en mente. El reto era sencillo: encontrar una máquina fiable con un gran tamaño de impresión. GS E&C tuvo en cuenta no solo la calidad del resultado, sino también la estabilidad operativa a largo plazo, incluyendo el tiempo de funcionamiento del equipo, el mantenimiento y la asistencia técnica. Como resultado, en enero de 2024 se incorporó la impresora 3D industrial F770, que cuenta con la cámara de impresión más grande de entre los sistemas FDM de Stratasys.

Las características técnicas de la F770 también se adaptaban perfectamente al uso que GS E&C pretendía darle. La impresora 3D cuenta con una cámara de impresión totalmente cerrada y calefactada que minimiza la deformación y la distorsión de la impresión, y puede garantizar una calidad estable en trabajos de impresión de gran tamaño que tardan días en completarse. Los termoplásticos como el ABS-M30 y el ASA, que son materiales duraderos, resultaban ideales para imprimir maquetas arquitectónicas. Además, GS E&C ha mejorado su proceso actual de producción de maquetas a escala gracias a un flujo de trabajo eficiente que utiliza el software GrabCAD Print, el cual facilita la impresión de modelos 3D.

Large-scale 3D printed construction model using Stratasys F770 FDM 3D Printer

Impacto

Desde la implantación de la Stratasys F770, GS E&C ha obtenido importantes beneficios en varios ámbitos. En primer lugar, la eficiencia de la colaboración en las revisiones de diseño de los proyectos ha mejorado considerablemente.

Un ejemplo claro es un proyecto de rascacielos de uso mixto que se está construyendo en pleno centro de la ciudad. El proyecto se enfrentaba a tres dificultades principales. En primer lugar, cuenta con 8 plantas subterráneas y 37 plantas en superficie; en segundo lugar, el emplazamiento se encuentra en una zona urbana muy limitada; y, por último, se tuvo que aplicar el método de construcción de arriba abajo. Esto dificultaba la revisión de secuencias de construcción complejas, planes de desplazamiento de vehículos, ubicaciones de apilamiento de materiales, etc., utilizando únicamente un modelo 3D. 

GS E&C creó una maqueta a escala reducida de la estructura, desde el sótano hasta la octava planta, con la impresora F770. También imprimimos maquetas de camiones volquete, camiones bomba de hormigón y grúas torre para simular las rutas de desplazamiento de los vehículos y los planes de colocación de materiales en condiciones reales. Esto permitió que la obra, la sede central y los subcontratistas comprendieran de forma intuitiva y compartieran información compleja —como el orden de instalación del acero por planta o el momento de la retirada del muro de contención de tierra—, que es clave para la construcción «top-down». Como resultado, se redujo el número de cambios en el diseño y se mitigó de forma proactiva el riesgo de conflictos en los procesos. 

Por su parte, XiGEIST, la filial dedicada a las casas modulares de madera, también utiliza activamente maquetas a escala para la comunicación con los clientes. Más allá de mostrar el exterior, XiGEIST ofrece maquetas personalizadas que permiten a los clientes examinar directamente la distribución interior de una vivienda y planificar la colocación del mobiliario. Además, GS E&C está imprimiendo prototipos de tecnologías que está desarrollando el Instituto de Tecnología del Futuro utilizando la F770. Por ejemplo, se han impreso prototipos para experimentos de ajardinamiento de cubiertas e iluminación interior con el fin de demostrar su rendimiento.

3D Printed construction model using Stratasys F770 FDM Printer

Conclusión

GS E&C presenta una nueva orientación para el uso de maquetas a pequeña escala en el sector de la construcción mediante la tecnología de impresión 3D. GS E&C ha demostrado la eficacia de unas revisiones de diseño más exhaustivas, una comunicación reforzada entre las partes interesadas y otras ventajas en proyectos reales, logrando reducir con éxito los riesgos de los proyectos al tiempo que se agiliza la comunicación. Como resultado, las maquetas arquitectónicas creadas con la F770 se utilizan ahora a lo largo de todo el proceso —desde el diseño y la construcción hasta las presentaciones al cliente— y se están convirtiendo en una herramienta clave para reforzar la ventaja competitiva de GS E&C. Actualmente, esta tecnología la gestiona principalmente el equipo de BIM del Instituto de Tecnología del Futuro, y hay planes para ampliar la aplicación de la impresión 3D a otras unidades de negocio en el futuro, respaldados por un número cada vez mayor de casos de éxito.