Công nghệ in 3D hứa hẹn biến đổi kiến ​​trúc thế giới?

Ngoài việc xây nhà nhanh hơn, chi phí thấp hơn, công nghệ in 3D còn đáp ứng yêu cầu cao về thẩm mỹ và thiết kế – điều các vật liệu xây dựng truyền thống không làm được.

Công nghệ in 3D sản xuất ra vật liệu xây dựng một cách cơ học. Hoạt động của công nghệ này dựa trên một chương trình được cài đặt vào máy tính, với sự trợ giúp của máy cắt lát và hệ thống giàn in, cho ra các vật liệu theo yêu cầu thiết kế.

Các vật liệu như đất sét, bê tông hay nhựa được công nghệ in 3D “ép đùn” ở trạng thái lỏng và “đông cứng” thành sản phẩm cuối cùng theo bản vẽ thiết kế.

Theo The Conversation, hiện trên thế giới đã có một loạt dự án triển khai công nghệ mới này.

Công trình Trillium Pavilion

Là một trong các dự án mới, Trillium Pavilion là một công trình ngoài trời được in 3D từ vật liệu polyme ABS tái chế – một loại nhựa phổ biến được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm tiêu dùng.

Các bề mặt cong, mỏng của cấu trúc được lấy cảm hứng từ những cánh hoa Trillium cùng tên với nó.

Dự án do các sinh viên Đại học Tennessee thiết kế, Công ty tự động hóa Loci Robotics in ra vật liệu và được xây dựng ở công viên nghiên cứu của Đại học Tennessee tại thành phố Knoxville, bang Tennessee, Mỹ.

Ngôi nhà Tecla

Ngôi nhà Tecla, rộng 41,8m² do Công ty Mario Cucinella Architects thiết kế và in 3D ở Massa Lombarda, một thị trấn nhỏ ở Ý.

Các kiến trúc sư in Tecla bằng đất sét lấy từ một con sông địa phương. Sự kết hợp độc đáo giữa vật liệu rẻ tiền này và hình học xuyên tâm đã tạo ra một dạng nhà ở tiết kiệm năng lượng.

Ngôi nhà House Zero

Công ty kiến trúc Lake Flato đã hợp tác với Công ty công nghệ xây dựng ICON để in các bức tường bên ngoài bằng bê tông cho một ngôi nhà có tên “House Zero” ở Austin, Texas.

Hệ thống sử dụng công nghệ in 3D, một công nghệ phân chia các lớp vật liệu một cách cơ học dựa trên một chương trình máy tính, để tạo nên các bức tường của ngôi nhà rộng 18m².

Mất 10 ngày để in các phần tường này của ngôi nhà.

“House Zero là điểm khởi đầu cho sự xuất hiện của các ngôn ngữ thiết kế hoàn toàn mới, và việc sử dụng công nghệ in 3D cũng mang lại cho ngôi nhà sự tiện nghi, vẻ đẹp, tính bền vững”, ông Jason Ballard – đồng sáng lập và giám đốc điều hành của ICON – cho biết.

Ngôi nhà rộng 186m² sử dụng bê tông in 3D, cấu trúc thể hiện sự tương phản dễ chịu giữa những bức tường cong và khung gỗ lộ ra ngoài.

Họ đã làm điều này như thế nào?

Công nghệ in 3D cho ra vật liệu xây dựng theo thiết kế liên quan đến ba lĩnh vực: thiết kế kỹ thuật số, chế tạo kỹ thuật số và khoa học vật liệu.

Để bắt đầu, các kiến trúc sư cài đặt trên máy tính mô hình của tất cả các thành phần vật liệu sẽ được in 3D.

Sau đó các nhà thiết kế có thể sử dụng phần mềm để kiểm tra các thành phần vật liệu được sử dụng sẽ phản ứng như thế nào với các lực kết cấu và điều chỉnh chúng cho phù hợp.

Những công cụ này cũng có thể giúp nhà thiết kế tìm ra cách giảm trọng lượng của các vật liệu và tự động hóa các quy trình thiết kế nhất định, chẳng hạn làm mịn các giao điểm hình học phức tạp trước khi in.

Sau đó, một phần mềm được gọi là máy cắt lát sẽ chuyển từ mô hình máy tính thành một bộ hướng dẫn dành cho máy in 3D.

Những tiến bộ trong công nghệ in 3D đã cho phép phần cứng tăng quy mô một cách đáng kể. Đôi khi, quá trình in được thực hiện thông qua một giàn hệ thống, đó là một khung hình chữ nhật gồm các đường ray trượt tương tự như máy in 3D để bàn.

Các nội dung thiết kế cũng được in khác nhau. Nội thất và các thành phần nhỏ hơn có thể được in trong nhà máy, trong khi toàn bộ ngôi nhà phải được in tại chỗ.

Nhiều loại vật liệu có thể được sử dụng cho việc in 3D: bê tông là một lựa chọn phổ biến do sự quen thuộc và độ bền của nó. Đất sét là một giải pháp thay thế hấp dẫn. Tuy nhiên nhựa và polyme có ứng dụng rộng rãi nhất.

Nguồn: tuoitre