Stampa 3D edilizia: le linee guida UNI per progettazione e controlli di qualità

La normazione tecnica italiana compie un nuovo passo nel campo della digitalizzazione delle costruzioni. È stata infatti pubblicata la UNI/PdR 190 “Linee guida per la progettazione e i controlli di qualità di costruzioni realizzate attraverso la fabbricazione digitale con materiali cementizi”, un documento destinato a incidere in modo significativo sull’evoluzione della stampa 3D applicata al settore delle costruzioni.

La prassi di riferimento è disponibile gratuitamente sul sito UNIstore, previa registrazione, e rappresenta uno dei primi strumenti normativi nazionali dedicati alla 3D Concrete Printing (3DCP), tecnologia che negli ultimi anni ha acquisito crescente rilevanza nell’ambito della fabbricazione digitale e dei modelli produttivi legati all’Industria 4.0.

Il documento è stato sviluppato all’interno di un tavolo di lavoro coordinato da UNI ed Enel Green Power, con la partecipazione di esperti del settore, al fine di accompagnare la transizione della stampa 3D con materiali cementizi da sperimentazione tecnologica a processo industriale replicabile.

UNI/PdR 190: le linee guida per la progettazione e i controlli di qualità delle costruzioni stampate in 3D con materiali cementizi

Negli ultimi anni la fabbricazione digitale si è affermata come uno dei paradigmi più innovativi della produzione industriale.

Nel campo delle costruzioni questa evoluzione si traduce nella diffusione delle tecniche di fabbricazione additiva, tra cui la stampa 3D con materiali cementizi (3D Concrete Printing), che consente di realizzare strutture tridimensionali mediante deposizione stratificata di materiale cementizio, partendo da un modello digitale predefinito.

Questo approccio introduce diversi vantaggi:

• riduzione dei tempi di costruzione;
• maggiore libertà progettuale;
• ottimizzazione dell’uso dei materiali;
• riduzione degli scarti di produzione;
• miglioramento della sicurezza operativa.

Nonostante il notevole potenziale tecnologico, la sua diffusione nel settore edilizio è stata finora limitata anche dalla assenza di un quadro normativo di riferimento. Proprio in questo contesto si inserisce la UNI/PdR 190, che mira a fornire un quadro tecnico condiviso per la progettazione e la realizzazione di opere mediante fabbricazione digitale.

UNI/PdR 190: principi di progettazione e requisiti tecnici della stampa 3D edilizia

La prassi di riferimento assume un carattere fortemente operativo e si configura come un vero e proprio manuale tecnico per la gestione dell’intero processo di fabbricazione digitale.

Nel dettaglio, il documento definisce in modo sistematico:

• i principi di progettazione delle costruzioni realizzate mediante stampa 3D;
• le caratteristiche dei materiali cementizi idonei alla deposizione stratificata;
• i requisiti tecnici delle attrezzature di stampa e dei macchinari utilizzati nel processo;
• le procedure di controllo della qualità durante tutte le fasi produttive.

Particolare attenzione viene dedicata alla definizione del mix design, che rappresenta uno degli elementi più critici per la riuscita del processo di stampa.

La prassi stabilisce infatti i criteri che i materiali devono soddisfare per garantire estrudibilità, stabilità degli strati e adeguate prestazioni meccaniche e di durabilità.

Stampa 3D edilizia: controlli di qualità e monitoraggio del processo di fabbricazione digitale

Uno degli aspetti centrali della UNI/PdR 190 riguarda il monitoraggio dell’intero processo di fabbricazione digitale.

Le linee guida descrivono le modalità con cui devono essere effettuati i controlli nelle diverse fasi operative che comprendono:

1. progettazione digitale;
2. definizione e verifica del mix design;
3. controllo dei parametri di stampa;
4. monitoraggio della deposizione degli strati;
5. verifica finale delle prestazioni del manufatto.

L’obiettivo è garantire che il passaggio dal modello digitale alla struttura fisica avvenga senza criticità tecniche, assicurando che ogni strato di materiale depositato risponda a requisiti di resistenza e durabilità comparabili con quelli delle tecniche costruttive tradizionali.

Questo approccio consente di strutturare un sistema di controllo della qualità integrato, indispensabile per l’adozione su larga scala delle tecnologie di stampa 3D in edilizia.

Fabbricazione digitale e sicurezza: gestione dei dati e responsabilità nel processo di stampa

Oltre agli aspetti strettamente tecnologici, la UNI/PdR 190 dedica attenzione anche ai temi della sicurezza dei lavoratori e della tracciabilità dei dati.

La prassi individua infatti un percorso organizzativo che consente alle imprese di gestire in modo strutturato i flussi informativi digitali, le responsabilità operative lungo la filiera produttiva e le procedure di sicurezza connesse all’utilizzo di macchinari automatizzati.

In questo modo l’innovazione tecnologica viene integrata nel processo costruttivo senza compromettere i livelli di sicurezza sul lavoro richiesti dalla normativa vigente.

Gli impatti della stampa 3D su processi produttivi e sostenibilità

L’approccio adottato dalla UNI/PdR 190 è di tipo sistemico e mira a ridurre i rischi operativi, migliorare l’efficienza dei processi produttivi e ottimizzare l’utilizzo delle risorse.

La fabbricazione digitale può infatti contribuire anche al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità ambientale, grazie alla possibilità di ridurre gli scarti di lavorazione, ottimizzare l’uso dei materiali e migliorare la logistica di cantiere.

Per la prima volta il mercato dispone di linee guida nazionali dedicate alla progettazione e al controllo di qualità delle costruzioni realizzate mediante stampa 3D con materiali cementizi.

Per le imprese del settore si tratta quindi di uno strumento importante per integrare questa tecnologia nei processi produttivi ordinari, in linea con i modelli dell’Industria 4.0 e con l’evoluzione della progettazione digitale.