![\"\"](\"https:\/\/cimne.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/pont-cimne.png\")
<\/p>\n<\/p>\n
<\/p>\n
El cl\u00faster de Simulaci\u00f3 de s\u00f2lids i fluids per a processos industrials<\/strong> del CIMNE ha participat en un estudi que proposa un m\u00e8tode num\u00e8ric per simular la impressi\u00f3 3D d\u2019estructures de formig\u00f3 i les capes que el conformen<\/strong>. Aquest model \u00e9s una eina valuosa per predir el comportament estructural, capa\u00e7 d\u2019identificar les discontinu\u00eftats i debilitats potencials entre capes impreses, reduir-ne el risc de fractures i millorar-ne la fiabilitat global<\/strong>.<\/p>\n Concretament, el m\u00e8tode num\u00e8ric s\u2019ha utilitzat per simular el comportament anis\u00f2trop que amena\u00e7a aquestes estructures de formig\u00f3 impreses. Amb els resultats obtinguts, els experts han detectat que existeix una direcci\u00f3 d\u2019impressi\u00f3 \u00f2ptima<\/strong> que maximitza la seguretat i capacitat del sistema al llarg del temps.<\/p>\n La t\u00e8cnica d\u2019impressi\u00f3 3D<\/strong> ja s\u2019ha escolat fins i tot en sectors industrials pesats com el de la construcci\u00f3. No nom\u00e9s s\u2019ocupa de motlles per al formig\u00f3 sin\u00f3 que est\u00e0 involucrada en m\u00faltiples tecnologies de fabricaci\u00f3 d\u2019estructures<\/strong>. La seva introducci\u00f3 ha redissenyat el procediment de fabricaci\u00f3 industrial i la seva flexibilitat ofereix nous horitzons al disseny arquitect\u00f2nic. Per l\u2019envergadura d\u2019aquests projectes, per\u00f2, cal comprendre i controlar totes les fases del proc\u00e9s de construcci\u00f3 per garantir-ne la seguretat estructural<\/strong>.<\/p>\n La construcci\u00f3 perimetral (contour crafting) \u00e9s una tecnologia que emergeix de la impressi\u00f3 3D i la porta a gran escala: un robot de construcci\u00f3 imprimeix capa per capa edificis o altres construccions de manera r\u00e0pida i eficient. Moltes investigacions aborden el disseny de materials i la capacitat constructiva (buildability) que afavoreixin la impressi\u00f3 finalitzada, per\u00f2 encara escasseja la recerca sobre el comportament de l\u2019estructura acabada.<\/p>\n Primer pont fabricat per impressi\u00f3 3D.<\/em><\/p>\n Aquesta integritat final dep\u00e8n especialment del proc\u00e9s d\u2019impressi\u00f3<\/strong>. Concretament, la impressi\u00f3 3D de formig\u00f3<\/strong> \u00e9s la variant m\u00e9s freq\u00fcent i un m\u00e8tode de construcci\u00f3 eficient. Per\u00f2 amb aquest m\u00e8tode, sovint apareixen deformacions entre algunes capes impreses. La construcci\u00f3 perimetral imprimeix les capes en temps i recorreguts diferents, que generen filaments i interf\u00edcies febles entre les capes. Aix\u00f2 pot provocar un comportament mec\u00e0nic anis\u00f2trop<\/strong> del material que augmenta el risc de fractures a l\u2019estructura.<\/p>\n Els estudis experimentals<\/strong> que aborden aquest fenomen es limiten a prototips i mostres a petita escala, que no s\u2019apliquen quan s\u2019amplia l\u2019an\u00e0lisi a les dimensions estructurals pr\u00f2pies de la construcci\u00f3<\/strong>. Per entendre el comportament anis\u00f2trop en la totalitat de l\u2019estructura \u00e9s necessari rec\u00f3rrer a les simulacions num\u00e8riques, principal focus i expertesa del CIMNE.<\/p>\n La peridin\u00e0mica<\/strong> (peridynamics) \u00e9s un m\u00e8tode computacional innovador, reformulat de la mec\u00e0nica cl\u00e0ssica i orientat a tractar problemes din\u00e0mics de fractures o deformacions com el d\u2019aquest tipus de construccions, que s\u2019enfronten, sobretot, als efectes del pas del temps, de desgast o de factors meteorol\u00f2gics. Entendre el comportament de la impressi\u00f3 3D d\u2019edificis a partir d\u2019aquest model \u00e9s crucial per entendre els processos f\u00edsics i per expandir les seves aplicacions a altres \u00e0mbits de l\u2019enginyeria<\/strong>.<\/p>\n L\u2019estudi en qu\u00e8 ha col\u00b7laborat el Prof. Miguel Cervera, del cl\u00faster de Simulaci\u00f3 de s\u00f2lids i fluids per a processos industrials del CIMNE, ha desenvolupat un m\u00e8tode num\u00e8ric per al tractament de l\u2019anisotropia a partir de la peridin\u00e0mica, que s\u2019ha validat amb els resultats d\u2019investigacions experimentals i, finalment, aplicat a l\u2019estudi num\u00e8ric d\u2019un cas concret: un pont fabricat amb impressi\u00f3 3D<\/strong>.<\/p>\n Distribuci\u00f3 del dany estructural en un pont de formig\u00f3 segons les direccions d’impressi\u00f3 x, y i z per diferents forces aplicades [1].<\/em><\/p>\n Les simulacions num\u00e8riques desenvolupades han confirmat que un comportament anis\u00f2trop pot malmetre l\u2019estructura i, a m\u00e9s, han revelat un patr\u00f3 especialment rellevant: existeix una direcci\u00f3 d\u2019impressi\u00f3 \u00f2ptima que maximitza la seguretat i capacitat de l\u2019estructura<\/strong>. Aquesta direcci\u00f3 dep\u00e8n de l\u2019orientaci\u00f3 i l\u2019\u00e0rea de les interf\u00edcies i varia segons l\u2019interval de temps<\/strong> que transcorre entre la impressi\u00f3 d\u2019una capa de formig\u00f3 i la seg\u00fcent. De fet, a mesura que s\u2019allarga l\u2019interval de temps tamb\u00e9 es compromet la seguretat de la construcci\u00f3. Aquests resultats, a m\u00e9s, han mostrat que el patr\u00f3 de formaci\u00f3 d\u2019esquerdes<\/strong> de l\u2019estructura est\u00e0 altament relacionat amb el comportament anis\u00f2trop.<\/p>\n La recerca, en qu\u00e8 tamb\u00e9 han participat experts de la Universitat Tiedao de Shijiazhuang i la Universitat Tongji, ha demostrat que per poder mitigar els efectes anis\u00f2trops cal reduir l\u2019interval de temps entre la impressi\u00f3 de capes, calcular-ne la direcci\u00f3 \u00f2ptima i controlar el patr\u00f3 de formaci\u00f3 d\u2019esquerdes<\/strong>. Aquesta direcci\u00f3 d\u2019impressi\u00f3 \u00f2ptima no \u00e9s universal per tots els materials i estructures, de manera que cal simular el complex amb detall per esbrinar-la. Aquestes troballes aporten nous par\u00e0metres a continuar investigant en altres simulacions per poder suprimir els efectes anis\u00f2trops de la impressi\u00f3 3D i per optimitzar el disseny de futures construccions<\/strong>.<\/p>\n Esquema de l\u2019assaig de flexi\u00f3 que aplica una c\u00e0rrega en tres direccions diferents per analitzar la resist\u00e8ncia del formig\u00f3 impr\u00e8s en 3D, posant especial atenci\u00f3 a les interf\u00edcies entre capes (en taronja i verd) [1].<\/em><\/p>\n Les t\u00e8cniques innovadores<\/strong> tenen el potencial de transformar el proc\u00e9s de producci\u00f3 o de construcci\u00f3 per fer-lo m\u00e9s r\u00e0pid, eficient o sostenible. En aquest sentit, les simulacions num\u00e8riques s\u00f3n molt valuoses per poder anticipar escenaris futurs<\/strong> i mantenir la integritat de les noves estructures. La peridin\u00e0mica, com a model computacional avan\u00e7at, ha demostrat una gran capacitat per representar fen\u00f2mens complexos com les esquerdes o deformacions i la seva aplicaci\u00f3 en aquest \u00e0mbit pot obrir noves vies a altres reptes dels m\u00e8todes num\u00e8rics a l\u2019enginyeria.<\/p>\n L\u2019equip del cl\u00faster en Simulaci\u00f3 de s\u00f2lids i fluids per a processos industrials<\/strong> del CIMNE \u00e9s pioner en la modelitzaci\u00f3 de materials i t\u00e8cniques constructives avan\u00e7ades. Els seus resultats contribueixen a la seguretat de construccions amb materials i t\u00e8cniques emergents i n\u2019asseguren la viabilitat. Gr\u00e0cies al m\u00e8tode num\u00e8ric fruit d\u2019aquesta recerca es pot abordar tota la grand\u00e0ria del problema i veure\u2019n els efectes del pas del temps<\/strong>, alhora que tamb\u00e9 es pot testar fen\u00f2mens externs, com els meteorol\u00f2gics, cada cop m\u00e9s extrems i freq\u00fcents a mesura que ens afecta el canvi clim\u00e0tic<\/strong>. Aquesta aproximaci\u00f3 global permet el disseny d\u2019edificis m\u00e9s segurs, resilients i amb materials innovadors per\u00f2 estructuralment fiables.<\/p>\n <\/p>\nImpressi\u00f3 3D: de prototips a edificis de formig\u00f3<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/cimne.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/pont-impressio-3d.png\")
<\/p>\nLa direcci\u00f3 d\u2019impressi\u00f3: un factor crucial<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/cimne.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/simuilacio-pont.png\")
<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/cimne.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/direccioimpressio.png\")
<\/p>\nT\u00e8cniques emergents, riscos emergents<\/h3>\n