Mặc dù công nghệ in 3D (3D printing) hiện nay vẫn còn tương đối mới, nhưng đã cho thấy nhiều tiềm năng trở thành công cụ quan trọng của các kiến trúc sư và ngành công nghiệp xây dựng trong tương lại. Ví dụ như trong một dự án gần đây, một công ty Trung Quốc đã sử dụng công nghệ này để xây dựng 10 ngôi nhà chỉ trong một ngày. Những ứng dụng như vậy đang ngày càng phổ biến hơn. Một kỹ sư, đồng thời là kiến trúc sư tên là Andrey Rudenko tại Mỹ đã tạo ra một “lâu đài” bằng bê tông cỡ nhỏ ngay trong chính khu vườn của mình, bằng cách sử dụng một máy in 3D kích thước lớn do anh tự chế ra. Dự định tiếp theo của anh, là sẽ xây dựng một căn nhà bằng phương pháp này.
Lâu đài in 3D này có thời gian xây dựng là 2 năm, tính từ thời điểm Rudenko bắt đầu chế tạo chiếc máy in 3D nhỏ đầu tiên, sử dụng vật liệu nhựa. Tất nhiên, để có thể xây dựng được tòa lâu đài này, Rudenko đã phải tiêu tốn khá nhiều thời gian để gia tăng kích thước in ấn cho chiếc máy, đồng thời cải tiến nó thành cỗ máy có thể in bằng vật liệu bê tông một chắc chắn và đều đặn (bởi bê tông có thể bị đông cứng quá nhanh làm nghẽn đầu phun). Khi các vấn đề này được giải quyết, thì việc xây dựng một lâu đài 3D chỉ còn là vấn đề thời gian.
Anh Rudenko cho biết: “Một cách ngắn gọn, chiếc máy in chính là một cỗ máy phun bê tông 3D với chất lượng tốt, thành các lớp ở hầu như mọi kích thước và hình dạng. Cỗ máy được điều khiển bằng một máy tính sử dụng bảng vi điều khiển Arduino Mega 2560, và in trực tiếp từ file CAD thông qua một chỗi các công cụ phần mềm điều khiển quá trình in ấn.”
Về thời gian xây dựng thực sự, tòa lâu đài tiêu tốn khoảng 2 tháng, kể từ lúc bắt đầu in cho đến khi hoàn thiện. Cỗ máy in 3D phun ra các dải bê tông có kích thước 10x30mm, và từng lớp một chồng lên nhau. Tốc độ in của máy đạt 50cm/8 tiếng, cỗ máy có thể đã hoàn thành công trình này sớm hơn nếu Rudenko không mất thêm thời gian vừa làm vừa điều chỉnh thông số, thử nghiệm khả năng và đảm bảo rằng chất lượng in ra là tốt nhất có thể.
Nhìn về tương lai
Phần thân chính của tòa lâu đài, có kích thước 3x5x3.5m (dài, rộng, cao), được in nguyên khối, còn các tòa tháp thì được in riêng.
Dự án tiếp theo của Rudenko là xây dựng một tòa nhà hai tầng. Theo dự định của anh, tòa nhà sẽ được xây nguyên khối hoàn toàn, bao gồm cả bếp, lò sưởi, móng cho cầu thang, các cột chống, tường nội thất,…
Anh cho biết: “Dự án tiếp theo sẽ là một ngôi nhà ở kích thước hoàn chỉnh. Kích thước chính xác sẽ được xây dựng bởi các kiến trúc sư, nhưng cỗ máy hiện tại có thể in ở phạm vi 10x20m, và có thể mở rộng hơn nữa (thông qua nối thêm ray). Nếu được nối thêm, cỗ máy có thể in đến kích thường 50x100m, tuy nhiên điều này vẫn còn cần thêm các thí nghiệm để chứng minh. Tòa nhà đầu tiên có thể sẽ là một thí nghiệm lớn.”
Anh hy vọng các kiến trúc sư sẽ chung tay để tạo ra một thiết kế độc đáo cho căn nhà. Cỗ máy có chất lượng in khá tốt và làm tôn vẻ đẹp của căn nhà nên có thể sẽ hấp dẫn được nhiều người. Tuy nhiên, vấn đề hiện tại mà Rudenko đang phải đối mặt là giấy phép để được xây dựng nhà cửa không-theo-phương-pháp-truyền-thống. Nếu lý tưởng và được sự trợ giúp của các kỹ sư, nhà thầu và các nhà đầu tư cho dự án thì anh sẽ có nhiều thời gian để nghiên cứu cải thiện chất lượng in 3D tốt hơn nữa.
Điểm tiến bộ trong công trình này của Rudenko chính là mở ra tiềm năng ứng dụng của nó trong kiến trúc và hiệu suất năng lượng đáng chú ý. Các kiến trúc sư đã đợi nhiều năm để có trong tay một công nghệ như thế này. Không chừng trong tương lai, một ngành kiến trúc mới có thể ra đời, và công nghệ này có thể sử dụng để xây dựng các cấu trúc mới, phức tạp hơn.
Biên dịch: Trungmaster, theo Gizmag
