Xây dựng đóng vai trò quan trọng trong xã hội loài người, tạo nên những cơ sở hạ tầng phục vụ và nâng cao chất lượng cuộc sống. Công nghệ in 3D được đánh giá là bước tiến lịch sử giúp xây dựng phát triển trên tầng cao mới. Ứng dụng của công nghệ in 3d trong xây dựng rất rộng và có nhiều ưu điểm nổi trội.
Lịch sử của công nghệ in 3D trong xây dựng
Giống như những phát minh vĩ đại khác, công nghệ in 3D lĩnh vực xây dựng có lịch sử hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn. Công nghệ mầm móng 1950 – 1955 là dấu mốc đầu tiên.
Lát gạch bằng robot được đặt nền móng từ năm 1950 và trở thành hiện thực vào những năm 1960 với bê tông được bơm bọt izoxianat. Vào những năm 1980 và 1990, Nhật Bản là quốc gia tiên phong sử dụng kĩ thuật lắp linh kiện giống như in 3D ở các tòa nhà cao tầng để hạn chế được những rủi ro lao động.
Những phát triển ban đầu tư 1995 – 2000 phải kể đến hai phương pháp của Joseph Pegnavà Behrohk Khoshnevis. Kỹ thuật tạo cát và xi măng sử dụng hơi nước để liên kết các bộ phận rắn và phương pháp ép đèn, tạo hình bằng gốm mới. Hai phương pháp được đánh giá là vượt qua những kỹ thuật thời đó.
Thế hệ thứ nhất 2000 – 2010 đánh dấu giai đoạn mang công nghệ in 3D vào các công trình xây dựng với nhiều thành công rực rỡ. Các nhà sáng chế không ngừng mang đến những kỹ thuật, cỗ máy mới khiến cho công nghệ ngày càng hoàn thiện và được công nhận bởi đông đảo mọi người.
Thế hệ thứ hai từ 2010 – hiện tại là giai đoạn phát triển cực mạnh của công nghệ in 3D trong xây dựng. Ngày càng có nhiều tòa nhà, công trình được xây dựng dựa trên công nghệ này trên toàn thế giới.
Cấu trúc được tạo nên bởi in 3D
Các cấu trúc in 3D rất đa dạng từ nhà, tòa nhà đến cầu thậm chí là các cấu trúc ngoài trái đất.
Tòa nhà in 3D
Ngôi nhà đầu tiên được tạo nên bởi công nghệ in 3D là ở Nga với diện tích sử dụng gần 300 mét vuông. Các phần tường của ngôi nhà được in tại xưởng và tiến hành lắp ghép sau đó.
Vào tháng 10 năm 2017, ngôi nhà in 3D đầu tiên được trưng bày với đầy đủ nội thất trang trí. Không những vậy, tính đến thời điểm hiện tại, ngôi nhà này được công nhận là một công trình thực sự và có hộ gia đình sinh sống bên trong.
Cầu in 3D
Cây cầu đầu tiên xây dựng bởi công nghệ in 3D được khánh thành tại Tây Ban Nha năm 2016. Cây cầu được ghi nhận chiều dài là 12 mét và chiều rộng là 1.75 mét. Cầu được in bằng bê tông cốt thép vi mô đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Các cấu trúc ngoài Trái Đất
Công nghệ in 3D còn được áp dụng để xây dựng nhà hay các căn cứ trên các hành tinh khác như sao Hỏa hay Mặt Trăng. Các cơ quan vũ trụ hợp tác cùng các đơn vị liên quan để thực hiện rất nhiều dự án.
Tốc độ xây dựng
Tốc độ thi công xây dựng của công nghệ in 3D được đánh giá là rất nhanh so với các phương thức truyền thống. Năm 2006, một ngôi nhà được xây dựng với công nghệ in chỉ trong một ngày.
Tốc độ in ngày càng được cải thiện với hàng loạt các kỷ lục thời gian được thiết lập. Một công ty của Trung Quốc đã cho xây dựng một ngôi nhà và bán với giá 5000 đô một căn.
Nghiên cứu và kiến thức công cộng
Nghiên cứu hiện đại
Các nghiên cứu được thực hiện trên nền tảng vật lý với nội dung về công nghệ vật liệu hay công nghệ in. Các dự án nghiên cứu được thực hiện trên phạm vi toàn thế giới với dữ liệu thông nhất để tạo nên mức độ thống nhất và chuẩn hóa cao.
Hội nghị in 3D xây dựng đầu tiên
Hai hội nghị quốc tế về in đã được tổ chức năm 2017 với sự tham gia của các thành viên có nhiều năm nghiên cứu để cùng thảo luận về tiềm năng cũng như thách thức của ngành.
Các ông lớn trong ngành đã không ngừng đưa ra ý kiến tạo nên hội nghị thành công ngoài mong đợi. Các ý tưởng được thống nhất trên một nền tảng vững bền và mạnh mẽ.
Sự quan tâm của truyền thông
Với hàng loạt những thành công rực rỡ, truyền thông cũng như công chúng dần tiếp cận và có cái nhìn tốt về lĩnh vực đầy tiềm năng nay. Khi 3DPrinthuset tuyên bố tòa nhà in 3D có thể tồn tại vĩnh viễn của họ, truyền thông lại càng bị thu hút hơn. Đây được xem là dấu mốc quan trọng để công nghệ in 3D tiến lên một tầm cao mới trong tương lai.
Công nghệ in 3D không chỉ được ứng dụng trong xây dựng mà còn được ưng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ in 3d trong y học , trong sản xuất,…
Ưu điểm của in nhà 3D so với xây dựng truyền thống
Công nghệ in 3D trong xây dựng mở ra kỷ nguyên mới của ngành và có nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống. Thời gian xây dựng được rút ngắn hơn nhiều lần và phần lớn dành cho khâu thiết kế. Thi công căn nhà bằng công nghệ 3D chỉ mất từ 7 đến 10 ngày.
Lượng nhân công xây dựng khi sử dụng công nghệ 3D thực sự giảm đi chỉ tập trung cho khâu thiết kế và vật liệu. Khác với kỹ thuật truyền thống, công nghệ in 3D cho phép sử dụng đa dạng các chất liệu kể cả kim loại.
Điều này mang đến các công trình chịu được thời tiết và môi trường khắc nghiệt. Với việc tinh gọn bộ máy công nhân cũng như rút ngắn thời gian thi công thì mức chi phí cũng được giảm đi đáng kể.
Thực tại công nghệ in 3D trong xây dựng ở Việt Nam
Xuất hiện tại Việt Nam từ năm 2003, nhưng do chi phí thực hiện khá cao so với mặt bằng chung nên công nghệ in 3D chỉ xuất hiện trong một số dự án đặc biệt.
Những năm gần đây, ứng dụng công nghệ được áp dụng cũng như phát triển rộng rãi hơn trong các lĩnh vực như xây dựng, mỹ thuật, thẩm mỹ cũng như giáo dục. Y học ứng dụng rất nhiều công nghệ hiện đại này trong việc tạo ra những bộ phận cơ thể như hộp sọ và đạt được thành công vượt ngoài mong đợi.
Công nghệ in 3D trong xây dựng đang được áp dụng nhiều ở các thành phố lớn và hứa hẹn một sự phát triển mạnh mẽ không ngừng. Không chỉ ngành xây dựng thế giới, ngay cả tại Việt nam, công nghệ hiện đại này sẽ góp phần định hướng lại ngành và đem đến những giải pháp tuyệt vời hơn trong xây dựng.
Nguồn: https://digitalfuture.vn/
