Máy in 3D có khả năng in bất động sản

  11/07/2016

  Admin

Trong tương lai không quá xa, xây một ngôi nhà có thể chỉ đơn giản là in nó ra.

Quá trình vận dụng máy in 3D để tạo ra ngôi nhà vẫn còn trong giai đoạn trứng nước ở thời điểm hiện nay, nhưng một ngày nào đó không xa bạn có thể nhìn qua cửa sổ và thấy một máy in qui mô lớn, nhanh chóng phun ra toàn bộ một ngôi nhà dưới sự điều khiển của chỉ một người vận hành máy.

“Nói chung, chúng sẽ rẻ hơn nhiều, nhanh hơn nhiều, an toàn hơn nhiều và có nhiều đặc điểm kiến trúc đẹp hơn nhiều (so với những ngôi nhà truyền thống)”, theo tiến sỹ Behrokh Khoshnevis, người sáng lập và là trưởng nhóm nghiên cứu của Contour Crafting, một trong số các công ty hàng đầu nghiên cứu về việc mở rộng quy mô in nhà từ máy in 3D ra đại chúng.

Thực ra việc đó không quá điên rồ như ấn tượng ban đầu. Hiện nay đã có các máy in 3D làm ra các món ăn, làm ra đồ nội thất và sửa chữa các thiết bị. Nhưng một ngôi nhà đòi hỏi máy in lớn hơn nhiều.

Ở bất kỳ quy mô nào thì máy in 3D cũng hoạt động theo nguyên tắc sau: Ai đó tạo ra một bản thiết kế kỹ thuật số 3D và gửi tới máy in, ở đó nó sẽ được dịch ra một tệp có tên gọi “G-code” có vai trò cắt lớp thiết kế 3D thành các lớp mỏng.

Máy in chứa các vật liệu xây dựng làm nguyên liệu, mà trong trường hợp in ấn quy mô lớn có thể là nhựa hoặc xi măng – bất kỳ loại vật liệu nào có thể chuyển hóa từ thể rắn sang thể lỏng và sau đó có thể chuyển ngược lại thể rắn. Các nguyên liệu được nấu chảy hoặc hóa lỏng trong các máy in, và từng lớp từng lớp, máy in phun ra theo lập trình cho tới khi vật thể trong thiết kế 3D được xây dựng hoàn chỉnh. Các lớp xếp chồng lên nhau và hóa rắn lại khi nguội đi.

Sử dụng công nghệ loại này cho việc xây dựng nhà có thể sẽ còn mất vài năm nữa, nhưng nó đã được sử dụng trong một vài dự án trên toàn thế giới, từ thiết kế nhà ống nghệ thuật ở Amsterdam tới hoạt động thiết thực hơn như tạo ra một ngôi nhà chỉ trong một ngày ở Trung Quốc.

Tuy nhiên, còn rất nhiều chi tiết phải được làm rõ trước khi công nghệ này được đưa ra ở quy mô lớn. Các yếu tố chẳng hạn như chống cháy, cách nhiệt và chống thấm vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm cho nhiều dự án.

Và trong phần lớn các trường hợp, không có các bộ quy chuẩn xây dựng cho các loại vật liệu cũng như quy trình xây dựng có thể dùng cho việc “in” ra các tòa nhà, cũng như không có các tiêu chuẩn ngành hoặc các ứng dụng tối ưu mà các nhà thầu xây dựng có thể dựa vào. Tất cả các thành tố – từ máy in, phần mềm, vật liệu xây dựng – đều đang trong quá trình tiến hóa.

Dưới đây là một số các dự án đáng chú ý.

Nhà ống được in bởi công nghệ 3D

Khi công ty kiến trúc DUS ở Amsterdam tìm kiếm phương pháp mới để khiến việc thiết kế nhà trở nên thú vị hơn, công ty này đã quyết định xây dựng một máy in 3D thử nghiệm. Họ muốn xây một cái gì đó lớn, vì vậy họ đã chọn một vị trí dọc kênh Buiksloterkanaal để xây một ngôi nhà ống truyền thống, mô phỏng theo những ngôi nhà ống truyền thống mang tính biểu tượng của thành phố.

Nhóm đã tạo ra KamerMaker (hoặc người xây phòng – trong tiếng Anh). Nó hoạt động chính xác như một máy in 3D cỡ nhỏ, với một bản thiết kế kỹ thuật số được dịch sang ngôn ngữ G-code. Máy in dịch chuyển dọc theo một lộ trình xác định trước và phun ra vật liệu – trong trường hợp này là một chất dẻo kết tinh đặc biệt.

Mặc dù công nghệ này vẫn còn trong tiến trình hoàn thiện, DUS đã thiết kế một ngôi nhà với KamerMaker để in các phòng sử dụng các vật liệu nhựa sinh học tái chế. 13 phòng sẽ tạo nên một tòa nhà bằng nhựa cao gần 50 ft (17.4m), rộng 20 ft (7m) khi chúng được xếp chồng lên nhau.

Quá trình xây dựng ngôi nhà thật đã bắt đầu hồi tháng 3 và dự kiến sẽ kéo dài khoảng 3 năm – không phải một quá trình nhanh chóng. Nhưng quá trình này là phương tiện để học hỏi, theo DUS.

Theo Tosja Backer, người quản lý dự án này cho DUS, người dân bắt đầu tới thăm và đưa ra những lời khuyên ngay cả trước khi việc xây dựng ngôi nhà chưa bắt đầu. Đó là khi dự án trở thành một “nền tảng đồng sáng tạo”

“Chúng tôi giống một bệ đỡ sáng tạo hơn là một công ty xây dựng nhà đơn thuần”, Backer cho biết. “Chúng tôi không biết hết tất cả các câu trả lời, nhưng giờ đây có rất nhiều người giúp chúng tôi làm điều đó. Chìa khóa ở đây là nghiên cứu bằng cách thực hành. Đó thực sự là một dự án nghiên cứu. Chúng tôi tìm thấy các giải pháp mà chúng tôi không thể tìm được nếu không in chúng ra”.

Cuối cùng, Backer cho biết, ý tưởng là nhằm tạo ra một không gian sống thỏa đáng một cách nhanh chóng bằng cách sử dụng các loại nhựa tái chế. Bằng cách đó, công nghệ có thể giúp mọi người, đặc biệt là sau các thảm họa. Trong trường hợp đó, các ngôi nhà có thể được nhanh chóng xây dựng với giá rẻ và sau đó nấu chảy đi khi chúng không còn hữu dụng. Cũng chính các loại nhựa được dùng để xây dựng nhà tạm có thể được dùng lại để xây lại các ngôi nhà sau một thảm họa khác.

Tòa lâu đài xi măng tự chế

Một nhà thầu ở Shorewood, Minnesota, quan tâm tới máy in 3D và quyết định tự thiết kế máy in của riêng mình sử dụng máy tính, đường ray thép, động cơ và dây chuyền.

Chiếc máy in – thiết kế bởi nhà thầu Andrey Rudenko, người gọi nó là một “máy đùn” – phun ra một hỗn hợp đặc biệt với độ nhớt rất cao gồm bê tông và cát. Máy in hiện nay cho vừa vào trong một nhà để xe có thể chứa hai xe, dù rằng Rudenko đang tìm cách cải thiện thiết kế nhằm làm nó nhỏ hơn đi.

Rudenko có thể lập trình máy in tự chế này để in các lớp bê tông theo các mô hình mà anh thiết kế.

Gần đây, anh dùng máy in này để tạo ra một mô hình lâu đài 3D cao 12 ft ( 4.1m) ở sân sau nhà mình, mà dù về mặt kỹ thuật không phải là một ngôi nhà, cũng vận hành cùng nguyên tắc với các ngôi nhà in bằng công nghệ 3D và là ví dụ đáng chú ý nhất về khả năng các kết cấu in bởi máy in 3D có thể là các dự án tự làm.

Lâu dài chủ yếu là tự đứng vững, nhưng Rudenko đã đặt các thanh thép dọc các cấu trúc để hỗ trợ thêm cho các phần xi măng được in ra. Anh cũng thêm vào một số chi tiết tháp trên đỉnh tòa lâu đài sau khi hoàn thiện, chúng được in ra riêng rẽ và sau đó được nâng lên cấu trúc chính. Tòa lâu đài được hoàn thành cuối tháng 8.

Rudenko cho biết dự án tiếp theo của anh sẽ là một tòa nhà hai tầng, với kích cỡ 32ft x 50 ft (11m x 17.4m) cũng in bởi máy in 3D.

Tinh chỉnh các tính năng kiến trúc cũng là một trong những trọng tâm của dự án xây nhà ống bằng công nghệ 3D, Backer cho biết.

“Với các kỹ thuật mà chúng tôi sử dụng, bạn có thể tạo ra rất nhiều các mô hình khác nhau mà bạn không thể làm ra nếu dùng các khuôn đúc sẵn có… Các cấu trúc khác nhau mà chúng tôi in ra, bạn có thể tích hợp vào thiết kế của bạn”, cô chia sẻ. “Điều thú vị là bạn có thể hoàn toàn bổ sung khoảng cách giữa thiết kế và sản xuất. Bạn có thể thiết kế từng mẫu độc đáo riêng.

Những ngôi nhà được in chỉ trong một đêm của Win Sun

Có thể được coi là dự án với kết quả thực tế nhất là dự án của Win Sun, một công ty Trung Quốc đã in ra 10 ngôi nhà ở Thượng Hải.

Tất cả 10 ngôi nhà được in ra trong vòng ít hơn 24 giờ với chi phí khoảng 5000 đô la cho từng cái.

Không giống như dự án lâu đài của Rudenko, Win Sun tạo ra các khối riêng thay vì các lớp để tạo nền cho toàn bộ ngôi nhà theo mỗi lớp. Sử dụng xi măng và kính trong các mô hình đường chéo cường lực, máy in khổng lồ ( cao 22 ft ( 7.6m) và rộng tới 33ft ( 11.5m) ) có thể rất nhanh chóng tạo ra các khối riêng rẽ.

Công ty này sử dụng máy in 3D cỡ lớn tại một nhà máy, sau đó vận chuyển các khối được tạo ra tới vị trí xây nhà, nơi mà các khối đó được lắp ráp thành nhà.

Win Sun hy vọng sử dụng công nghệ này cho các ngôi nhà giá rẻ, xây dựng nhanh cho người thu nhập thấp. Theo Runji Shen, một nhà tiếp thị cho dự án của Win Sun, nhà xây bởi công nghệ 3D trong tương lai sẽ được xây trong vài tuần – và với giá thành thấp hơn nhiều so với việc xây dựng nhà hiện nay.

Công ty cho biết họ đang đàm phán với một số các công ty xây dựng ở Mỹ về tiềm năng xuất khẩu các máy in và công nghệ.

Hệ thống xây dựng Coutour Crafting bằng robot.

Giáo sư Khoshnevis của trường kỹ sư Viterbi thuộc đại học Southern California hy vọng sẽ kết hợp công nghệ in 3D với các công nghệ khác để xây dựng nhà trên quy mô lớn. Ông cho biết trong vòng vài năm tới ông có thể chia sẻ công nghệ của mình ở quy mô thương mại. Ông cũng cho biết muốn sử dụng công nghệ của ông để tạo ra môi trường có thể sinh sống được ngoài không gian.

Quá trình xây dựng nhà sử dụng các công nghệ cầm tay, robot và các khối cỡ lớn được in ra nhanh chóng từ máy in 3D, theo trang web Contour Crafting. Trong kế hoạch của Khoshnevis, công nhân sẽ đặt hai đường ray. Máy in/ robot được thiết kế bởi nhóm của ông sẽ chạy dọc theo các đường ray và bơm ra xi măng theo từng lớp từ phía trên xuống để xây khuôn cho ngôi nhà, dựa trên mã G-code được lập trình trong máy in.  Ở cuối quá trình, công nhân sẽ lắp đặt cửa sổ và cửa ra vào.

Khoshnevis cho biết công nghệ này sẽ cho phép mỗi ngôi nhà có thể được xây trong vòng 24 giờ với chi phí ít hơn nhiều so với các phương pháp xây dựng truyền thống, mặc dù quá trình này chưa từng được dùng để xây dựng một ngôi nhà quy mô hoàn chỉnh.

Ông cho biết ông hy vọng sẽ nắm vững một hệ thống có thể “phun ra” một ngôi nhà trong khoảng thời gian ít hơn so với việc thu thập vật liệu xây dựng cần thiết ở thời điểm hiện nay, và bao gồm các tính năng kiến trúc tốt hơn so với những gì hiện có nếu sử dụng các phương pháp xây dựng truyền thống.

Nhà bằng đất bùn của WASP

Một công ty của Ý có tên WASProject (World’s Advanced Saving Project) đang hy vọng sẽ sử dụng máy in 3D của họ để khắc phục tình trạng vô gia cư, đặc biệt là sau các thảm họa tự nhiên bằng cách nhanh chóng xây dựng nhà từ đất bùn.

Công ty sẽ sử dụng một máy phun bùn 3D, có chiều cao 20ft ( 7m) và có thể xây dựng các cấu trúc cao tới 10ft ( 3.5m). Với chút ít tốc độ của dự án Win Sun và chút ít quy mô cỡ Contour Crafting, máy in của WASP có thể được lắp ráp tại công trường với chỉ hai người trong vòng vài tiếng. Nó có thể dùng các loại vật liệu tìm thấy tại chỗ, làm giảm đáng kể chi phí.

Cho tới nay công ty này đã sản xuất ra khung sườn cho một nhà mẫu tại Maker Faire ở Rome, sử dụng một máy in nhỏ hơn gọi là Big Delta Wasp. Công ty có kế hoạch in ra một ngôi nhà với kích thước hoàn chỉnh trong năm nay.

 

 Gọi ngay: 0964.466.805