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Caso di studio

Stampa 3D di modelli architettonici in scala presso GS E&C

GS E&C utilizza la Stratasys F770 per stampare in 3D modelli architettonici in grande scala, riducendo i tempi di produzione dei modelli del 30-40%.


Case study GS E&C

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Profilo del cliente

Fondata nel 1969, GS E&C è una delle principali società di costruzioni sudcoreane, classificata tra le “Big 5”. Opera in tutti i settori dell’edilizia — tra cui architettura, edilizia residenziale, ingegneria civile e impianti — e si colloca costantemente ai primi posti nella valutazione della capacità costruttiva effettuata dal Ministero del Territorio, delle Infrastrutture e dei Trasporti. Attualmente, grazie alla realizzazione di progetti su larga scala in Asia, Medio Oriente, Europa e in tutto il mondo, stiamo rafforzando la nostra posizione come società globale specializzata in EPC (ingegneria, approvvigionamento e costruzione).

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Sfida

La comunicazione e la collaborazione sono i fattori più importanti per portare avanti i progetti edilizi. Questo perché, nel settore edile, i soggetti coinvolti di diverse specializzazioni lavorano a stretto contatto in ogni fase, dalla progettazione alla realizzazione.

Sebbene i disegni 2D siano stati tradizionalmente il principale strumento di comunicazione e collaborazione nel settore edile, la progettazione 3D digitale è recentemente diventata un metodo eccellente per esaminare i dettagli in tre dimensioni.

Tuttavia, non è perfetto al 100%. È praticamente impossibile individuare con precisione gli errori che si verificano durante le modifiche progettuali o le interferenze complesse nell’edificio utilizzando solo un modello 3D. Come misura ausiliaria, GS E&C realizza modelli in scala prima della costruzione per identificare conflitti strutturali o problemi di costruzione che potrebbero facilmente sfuggire in un modello 3D. Ad esempio, le interferenze che si verificano durante l’installazione delle casseforme per il calcestruzzo o le modalità per garantire una costruzione sicura possono essere individuate tempestivamente attraverso i modelli e integrate nella progettazione per migliorare il processo.

Man mano che la necessità di una revisione preliminare tramite modelli in scala diventava sempre più evidente e le richieste di produzione aumentavano, il Future Technology Institute/BIMteam di GS E&C (di seguito GS E&C) ha sentito l’esigenza di potenziare il proprio ambiente di stampa 3D. Le piccole stampanti 3D utilizzate in precedenza erano inefficienti sotto vari aspetti per la produzione di modelli architettonici di grandi dimensioni a causa delle loro dimensioni di stampa limitate. Ad esempio, la stampa e l’assemblaggio di una struttura in più parti richiedevano molto tempo e manodopera, e comportavano problemi quali una precisione ridotta e una qualità delle superfici insufficiente.

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

A volte, affidandosi esclusivamente ai modelli 3D, è possibile che alcuni errori sfuggano; inoltre, la collaborazione con persone che non avevano familiarità con i modelli 3D presentava numerose limitazioni. Tuttavia, utilizzando un modello in scala, tutti — dai progettisti al personale addetto alla costruzione — possono individuare facilmente e a colpo d’occhio potenziali problemi o difficoltà, il che rappresenta un vantaggio significativo.

Soluzione

GS E&C ha valutato l’introduzione delle stampanti 3D con un obiettivo ben preciso. La sfida era semplice: trovare una macchina affidabile in grado di produrre oggetti di grandi dimensioni. GS E&C ha tenuto conto non solo della qualità del prodotto finale, ma anche della stabilità operativa a lungo termine, compresi i tempi di funzionamento delle apparecchiature, la manutenzione e l’assistenza tecnica. Di conseguenza, nel gennaio 2024 è stata introdotta la stampante 3D industriale F770, che vanta il volume di stampa più ampio tra i sistemi FDM di Stratasys.

Anche le caratteristiche tecniche della F770 si adattavano perfettamente all’uso previsto da GS E&C. La stampante 3D è dotata di una camera di stampa completamente chiusa e riscaldata che riduce al minimo le deformazioni e le distorsioni della stampa, garantendo una qualità stabile anche per processi di stampa di grandi dimensioni che richiedono giorni per essere completati. I termoplastici come l’ABS-M30 e l’ASA, materiali resistenti, si sono rivelati ideali per la stampa di modelli architettonici. Inoltre, GS E&C ha ottimizzato il proprio processo di produzione di modelli in scala grazie a un flusso di lavoro efficiente basato sul software GrabCAD Print, che semplifica la stampa dei modelli 3D.

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

Impatto

Da quando ha implementato la Stratasys F770, GS E&C ha riscontrato notevoli vantaggi in diversi ambiti. Innanzitutto, l’efficienza della collaborazione nelle revisioni progettuali è notevolmente migliorata.

Un esempio lampante è un progetto di grattacielo a uso misto in fase di costruzione nel cuore della città. Il progetto presentava tre difficoltà principali. Innanzitutto, il progetto prevede 8 piani interrati e 37 piani fuori terra; in secondo luogo, il sito si trova in un’area urbana ristretta; infine, si è dovuto applicare il metodo di costruzione top-down. Ciò ha reso difficile esaminare sequenze costruttive complesse, piani di spostamento dei veicoli, posizioni di stoccaggio dei materiali, ecc., utilizzando solo un modello 3D. 

GS E&C ha realizzato con la F770 un modello in scala ridotta della struttura, dal piano interrato all’ottavo piano fuori terra. Abbiamo stampato anche modelli di autocarri con cassone ribaltabile, autobetoniere e gru a torre, per simulare i percorsi di movimento dei veicoli e i piani di posizionamento dei materiali in condizioni reali. Ciò ha permesso al cantiere, alla sede centrale e ai subfornitori di comprendere e condividere in modo intuitivo informazioni complesse — quali l’ordine di installazione dell’acciaio per piano o i tempi di rimozione dei muri di contenimento — che sono fondamentali per la costruzione top-down. Di conseguenza, il numero di modifiche progettuali è stato ridotto e il rischio di conflitti di processo è stato mitigato in modo proattivo. 

Nel frattempo, anche XiGEIST, la filiale specializzata in case modulari in legno, utilizza attivamente modelli in scala per la comunicazione con i clienti. Oltre a mostrare l’esterno, XiGEIST offre modelli personalizzati che consentono ai clienti di esaminare direttamente la disposizione interna di un’abitazione e pianificare la disposizione dei mobili. Inoltre, GS E&C sta stampando prototipi delle tecnologie sviluppate dal Future Technology Institute utilizzando la F770. Ad esempio, sono stati stampati prototipi per esperimenti di rinverdimento dei tetti e di illuminazione interna, al fine di dimostrarne le prestazioni.

3D Printed construction model using Stratasys F770 FDM Printer

Conclusione

GS E&C sta indicando una nuova direzione per l’utilizzo di modelli in scala ridotta nel settore edile attraverso la tecnologia di stampa 3D. GS E&C ha dimostrato l’efficacia di revisioni progettuali più approfondite, una comunicazione rafforzata tra le parti interessate e altri vantaggi in progetti reali, riuscendo a ridurre i rischi di progetto e a snellire al contempo la comunicazione. Di conseguenza, i modelli architettonici realizzati con la F770 vengono ora utilizzati durante l’intero processo – dalla progettazione e costruzione alle presentazioni ai clienti – e stanno diventando uno strumento fondamentale per rafforzare il vantaggio competitivo di GS E&C. Attualmente, questa tecnologia è gestita principalmente dal team BIM dell’Institute of Future Technology, con l’intenzione di espandere l’applicazione di stampa 3D ad altre unità aziendali in futuro, supportata da un numero crescente di casi di successo.