A tecnologia pode ser usada para fabricar e construir em locais de difícil acesso ou perigosos, como prédios altos, ou ajudar na construção de socorro pós-desastres, dizem os pesquisadores, que publicam seu trabalho na Nature .

A impressão 3D está ganhando força na indústria da construção. Tanto no local quanto na fábrica, robôs estáticos e móveis imprimem materiais para uso em projetos de construção, como estruturas de aço e concreto.

Essa nova abordagem à impressão 3D usa robôs voadores, conhecidos como drones , que usam métodos de construção coletiva inspirados em construtores naturais como abelhas e vespas.

Os drones da frota, conhecidos coletivamente como Aerial Additive Manufacturing (Aerial-AM) , trabalham cooperativamente a partir de um único projeto, adaptando suas técnicas à medida que avançam. Eles são totalmente autônomos durante o voo, mas são monitorados por um controlador humano que verifica o progresso e intervém se necessário, com base nas informações fornecidas pelos drones.

O autor principal,  Mirko Kovac , professor do Departamento de Aeronáutica do Imperial e chefe do Centro de Materiais e Tecnologia de Robótica da Empa , disse: “Provamos que os drones podem trabalhar de forma autônoma e em conjunto para construir e reparar edifícios, pelo menos no laboratório. Nossa solução é escalável e pode nos ajudar a construir e reparar prédios em áreas de difícil acesso no futuro.”

Aerial-AM usa uma impressão 3D e uma estrutura de planejamento de caminho para ajudar os drones a se adaptarem às variações na geometria da estrutura à medida que a construção avança. A frota é composta por BuildDrones, que depositam materiais durante o voo, e ScanDrones de controle de qualidade que medem continuamente a produção dos BuildDrones e informam suas próximas etapas de fabricação.

Para testar o conceito, os pesquisadores desenvolveram quatro misturas de cimento sob medida para os drones construirem.

Ao longo da construção, os drones avaliaram a geometria impressa em tempo real e adaptaram seu comportamento para garantir que atendessem às especificações de construção, com precisão de fabricação de cinco milímetros.

As impressões de prova de conceito incluíram um cilindro de 2,05 metros de altura (72 camadas) com um material de espuma à base de poliuretano e um cilindro de 18 centímetros de altura (28 camadas) com um material cimentício estrutural projetado sob medida.

A tecnologia oferece possibilidades futuras para construir e reparar estruturas em locais altos ou de difícil acesso. Em seguida, os pesquisadores trabalharão com empresas de construção para validar as soluções e fornecer recursos de reparo e fabricação.

O professor Kovac disse: “Acreditamos que nossa frota de drones pode ajudar a reduzir os custos e riscos de construção no futuro, em comparação com os métodos manuais tradicionais”.

Os coinvestigadores incluem Robert Stuart-Smith , Stefan Leutenegger , Vijay Pawar , Richard Ball , Chris Williams e Paul Shepherd , e suas Foto dos dois drones ao lado de uma estrutura, que é mais alta que um humano equipes de pesquisa na UCL , University of Bath , University of Pennsylvania , Queen Mary University of London e Technical University of Munich. (TUM). Foi lançado pelo professor assistente Stuart-Smith na UCL e na Universidade da Pensilvânia e pelo professor Kovac na Imperial e Empa após uma colaboração de pesquisa piloto e prêmio por uma demonstração sobre reparo de dutos.

Este trabalho foi financiado pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (parte do UKRI ), pela Royal Society , pelo Programa Horizon 2020 da Comissão Europeia , pela Royal Thai Government Scholarship e pela University of Bath Research Scholarship. O projeto também é apoiado pelos Parceiros Industriais Skanska , Ultimaker , Buro Happold e BRE .

“ Manufatura Aditiva Aérea com Múltiplos Robôs Autônomos ” por Zhang et al. , publicado em 21 de setembro de 2022 na Nature .

Crédito: Vídeos feitos no Imperial College London Aerial Robotics Laboratory por todos os parceiros (Imperial College London, University College London, University of Bath).