Công nghệ in 3d trong xây dựng

CÔNG NGHỆ IN 3D TRONG XÂY DỰNG

In 3D là lớp tuần tự máy tính kiểm soát của vật liệu để tạo ra 3 hình dạng chiều. Nó đặc biệt hữu ích cho việc tạo mẫu và để sản xuất các cấu kiện hình học phức tạp.Hệ thống in 3D được phát triển cho ngành xây dựng được gọi là Máy in 3D Xây dựng .

In 3d được phát triển lần đầu tiên vào những năm 1980, nhưng vào thời điểm đó là một hoạt động khó khăn và tốn kém và do đó đã có ít ứng dụng. Chỉ từ năm 2000 mới trở nên tương đối thẳng và thuận tiện và vì vậy đã trở nên khả thi đối với một loạt các ứng dụng như: Giáo dục, Thiết kế sản phẩm, sản xuất linh kiện và dụng cụ, thiết bị điện tử tiêu dùng, nhựa, kim loại, kỹ thuật hàng không , nha khoa và y tế, giày dép…Doanh thu của  máy in 3D đã tăng nhanh từ năm 2005, việc sử dụng máy in 3D gia đình đã trở nên phổ biến.

Trong ngành xây dựng , in 3D trong Xây dựng có thể được sử dụng để tạo ra các thành phần xây dựng hoặc in toàn bộ tòa nhà. Sự xuất hiện gần đây của xây dựng mô hình thông tin ( BIM ) nói riêng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng in 3D .

In 3D trong xây dựng có thể cho phép, nhanh hơn và chính xác hơn việc xây dựng các công trình phức tạp hoặc theo yêu cầu cũng như giảm chi phí lao động và sản xuất ít chất thải. Nó cũng có thể cho phép xây dựng được thực hiện trong môi trường khắc nghiệt hoặc nguy hiểm không phù hợp với lực lượng lao động của con người như trong không gian.

Giáo sư Behrokh Khoshnevis tại trường Đại học California đã phát triển một quy trình ” tạo đường viền ” bằng bê tông để tạo ra mô hình quy mô nhỏ của các bức tường bên trong và bên trong của ngôi nhà và đang thử nghiệm một máy in 3D khổng lồ có thể vận chuyển được sử dụng để xây dựng các bức tường Một ngôi nhà trong hai mươi bốn giờ.

Hệ thống robot đòi hỏi một tấm sàn bằng phẳng với các dịch vụ ngầm dưới đất tại chỗ. Các đường ray được lắp đặt ở cả hai bên của chân để đưa một cần cẩu giàn kéo dài trong tòa nhà. Một vòi phun, được điều khiển bằng máy crafter được điều khiển bằng máy tính, sau đó cung cấp các lớp bê tông . Các lớp xây dựng để tạo thành một lớp da bên trong và bên ngoài cho mỗi bức tường,

Công ty Thượng Hải Winsun Trang trí Thiết kế kỹ thuật đã sử dụng lớn máy in 3D để phun một hỗn hợp của nhanh chóng làm khô xi măng và nguyên liệu tái chế vật liệu .Điều này đã cho phép họ xây dựng 10 nhà biểu diễn nhỏ trong vòng chưa đầy 24 giờ. Họ đã gợi ý rằng mỗi ngôi nhà có thể được in với giá dưới 5.000 đô la. Hệ thống của họ tạo ra những khối đá bên ngoài bằng cách xếp lớp hỗn hợp xi măng theo đường chéo. Các khối sau đó được lắp ráp tại chỗ. Winsun tin rằng sẽ có thể sử dụng kỹ thuật xây dựng những ngôi nhà lớn hơn hoặc thậm chí là những tòa nhà chọc trời trong tương lai. Vào năm 2015, họ công bố họ đã in và toàn bộ biệt thự và một năm tầng căn hộ tòa nhà.

Tiếp theo là Dubai  và tòa nhà văn phòng 3D đầu tiên của thế giới sử dụng công nghệ in 3d trong xây dựng , được xây dựng chỉ trong 17 ngày. Được xây dựng từ hỗn hợp xi măng và các chất phụ gia xây dựng khác và được xây dựng bằng nền tảng in 3D có chiều cao 20 feet, dài 120 feet và rộng 40 feet, không gian văn phòng được công bố vào tháng 5 năm 2016 và đã được khởi động.

Văn phòng in 3D hiện đang phục vụ như là không gian làm việc tạm thời cho Dubai Future Foundation và nằm trong vùng lân cận Tháp Emirates. Cũng đáng lưu ý về dự án tuyệt vời này là không chỉ có cấu trúc bên ngoài của văn phòng được làm bằng in 3D, nhưng các thành phần nội thất của nó, kể cả hệ thống điện, nước, và viễn thông đều được thực hiện với sự trợ giúp của công nghệ in 3D.

Công Nghệ In 3D Hiện Nay

Ngày nay, với sự áp dụng khoa học – kĩ thuật tiên tiến vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, không ngoại lệ chúng ta đã và đang đón nhận một kĩ thuật mới – công nghệ in 3d trong xây dựng vào việc thi công các công trình dân dụng từ cầu cống đến các loại kiến trúc đòi hỏi sự tinh xảo và chuyên nghiệp hơn.

Ngoài lĩnh vực kĩ thuật chế tạo, mới đây công nghệ in 3D đã vượt ra ngoài khuôn khổ của các máy in, việc in 3D để tạo nên một cây cầu hay một công trình xây dựng không còn là câu chuyện của tiểu thuyết. Công nghệ in 3d trong xây dựng đang rút ngắn thời gian, giảm bớt chi phí, tạo nên chất lượng tốt hơn, đẹp hơn và gần như không có chất thải của vật liệu xây dựng hay giàn giáo. Việc sử dụng công nghệ này cũng giúp công nhân bảo vệ được sức khỏe của mình, vì họ không phải tiếp xúc nhiều với môi trường làm việc bụi bặm và độc hại như các quy trình xây dựng thông thường.

Công Nghệ In 3D Xây Cầu

Về cơ bản thì cách làm ở đây là dùng kỹ thuật in vật thể 3D theo từng lớp tương tự như những chiếc máy in 3D thường thấy, tuy nhiên việc dùng bê tông làm “mực in” cũng vấp phải một số khó khăn nhất định. Trước giờ nhiều dự án trên thế giới đã được triển khai nhằm tìm cách in các công trình bê tông bằng công nghệ in 3D.

Công Nghệ In 3D Xây Nhà

Đặc điểm của công nghệ in 3d trong xây dựng là giải pháp không dùng khung và áp dụng tường chịu lực, tường, sàn, mái, cầu thang đều dùng tấm 3d – 2 bên được phun bê tông đá. Nhà được xây dựng bằng công nghệ in 3d hoàn toàn bằng bê tông cốt thép, cốt liệu nhỏ, kết cấu chịu lực không gian 3 chiều (không sử dung tôn, gạch và gỗ).

• Thi công đơn giản không cần các thiết bị hiện đại. Giá thành xây dựng thấp hơn công nghệ cổ truyền từ 10 – 20%, đồng thời vẫn đảm bảo tuổi thọ.
• Đặc biệt với khả năng chịu lực rất cao: Một vài kết quả được nghiên cứu, thử nghiệm với các sản phẩm này : Bão và lốc xoáy trên 300 km/giờ nhà không sập. Đạn 12 ly bắn không xuyên qua tường. Động đất đến 7 độ Richter tường không nứt.
• Trọng lượng nhẹ, phù hợp xây dựng trên nền đất yếu.

Thực Tế Về Công Nghệ In 3D Trong Xây Dựng Ở Việt Nam

Nhu cầu nhà ở hay các dự án giao thông đang rất phát triển tại Việt Nam. Nhu cầu sử dụng một công nghệ để làm việc đó trong thời gian nhanh nhất là tâm điểm của ngành xây dựng nói riêng và thế giới công nghệ nói chung. Đây là điều mà các chủ đầu tư rất hài lòng so với thời gian thi công lâu, phụ thuộc vào thời tiết, tay nghề thợ xây của việc xây dựng thông thường. Tuy nhiên do giá thành và việc chuyển giao công nghệ còn khá nhiều khó khăn nên công nghệ này chưa được sử dụng phổ biến tại thị trường Việt Nam. Nhưng chúng ta có quyền hy vọng thế giới trong tương lai của chúng ta với những ngôi nhà thông minh, tiện nghi, những công trình quy mô, hoành tráng từ công nghệ in 3d.