Chào mừng bạn đến với VIHOTH !

Công nghệ in 3D bê tông - Kỹ thuật, lợi ích & ứng dụng

03/04/2020 14:39 +07 - Lượt xem: 18292

In 3D bê tông là phương án thi công mới lạ đầy hứa hẹn dành cho các kỹ sư và những công ty xây dựng dân dụng, đẩy nhanh tiến độ cắt và giảm chi phí xây dựng

Sử dụng in 3D bê tông cho nhà ở với giá cả phải chăng

Như bạn có thể biết, các vật liệu được sử dụng với công nghệ in 3D không chỉ giới hạn ở các vật liệu nhựa và kim loại. Những phát triển gần đây trong lĩnh vực in 3D bê tông chứng tỏ rằng có một tiềm năng chưa được khai thác trong xây dựng những ngôi nhà giá cả phải chăng.
Có rất nhiều lợi ích của in 3D bê tông. Nó có thể được sử dụng để sản xuất nhà cho những người mất nhà trong thảm họa thiên nhiên không may, tạo ra những ngôi nhà giá rẻ cho người vô gia cư và xử lý hình học mà các kỹ thuật xây dựng truyền thống khó xử lý.
Mặc dù in 3D bê tông sẽ không thay thế hoàn toàn các kỹ thuật xây dựng truyền thống, nhưng những lợi thế của công nghệ là không thể phủ nhận. Thiết kế và xây dựng một ngôi nhà có thể là một công việc tốn kém và tốn thời gian, và đó là lý do tại sao in 3D là một công cụ hấp dẫn cho các nhà xây dựng và kiến ​​trúc sư.

in-3d-be-tong

Những lợi ích của in 3D bê tông

Đầu tiên và quan trọng nhất, một máy in 3D phải có kích thước khá đáng kể. Đây là một thách thức lớn đã phần nào cản trở việc áp dụng in 3D cụ thể. Tuy nhiên, máy in 3D bê tông thường có thể cầm tay, cho phép xây dựng ở nhiều vị trí chỉ bằng một máy.
Hiện tại, in 3D bê tông có thể không tối ưu để xây dựng các biệt thự hoặc khách sạn sang trọng lớn, nhưng nó phù hợp hơn cho in 3D nhà cỡ trung và các cấu trúc khác với giá thấp và nhanh chóng. Một ví dụ điển hình: trong mùa dịch Covid-19, Trung Quốc đã sử dụng công nghệ in 3D bê tông để xây dựng “thần tốc” các bệnh viện dã chiến.
Ngoài chi phí thấp và tốc độ xây dựng cao, một lợi ích khác của in 3D cụ thể là gần như không có vật liệu nào bị lãng phí trong quá trình sản xuất, làm cho nó thân thiện với môi trường hơn các kỹ thuật truyền thống.
Vì thiết kế kiến ​​trúc có thể được in 3D ngay tại chỗ, nên không cần các công ty xây dựng chế tạo khuôn để hiện thực hóa cấu trúc của họ, tiết kiệm thời gian, tiền bạc và năng lượng. Thiết kế tòa nhà hiện đại đã làm cho các tính năng như tường bê tông lộ ra và mái phức tạp hình học trở nên phổ biến hơn, cả hai đều mang đến cơ hội hoàn hảo cho in 3D bê tông để thể hiện những gì nó thực sự có khả năng.
Khi ngày càng có nhiều dự án thành công được hoàn thành với máy in 3D cụ thể, những trở ngại pháp lý có thể cản trở công nghệ sẽ giảm bớt khi thời gian tiến triển. Nhiều thành phố và đô thị địa phương vẫn chưa nhận ra tiềm năng của in 3D cụ thể, điều đó có nghĩa là có thể có các quy tắc / luật tiềm năng liên quan đến xây dựng nhà. Nhưng, theo thời gian, ngày càng nhiều thành phố sẽ áp dụng các quy tắc và tiêu chuẩn mới sẽ hỗ trợ việc sử dụng công nghệ in 3D cụ thể.
Có nhiều hơn một ngôi nhà hơn bốn bức tường và một mái nhà. Có những yếu tố khác rất quan trọng đối với người dân, chẳng hạn như cách nhiệt. Để giải quyết vấn đề này, các công ty chuyên về in 3D bê tông đang phát triển các hỗn hợp bê tông có khối lượng nhiệt cao dẫn đến hiệu quả năng lượng. Ngoài ra, bọt và các vật liệu cách nhiệt khác có thể được tích hợp vào tường bê tông nếu cần.

in-3d-be-tong

Máy in 3D bê tông hoạt động như thế nào?

Để có được ý tưởng về cách hoạt động của in 3D bê tông, hãy tưởng tượng một máy in 3D FDM khổng lồ sử dụng bê tông thay vì sợi nhựa.
Máy in 3D cụ thể, giống như máy in FDM, được điều khiển thông qua mã G, ngôn ngữ máy hoạt động bằng cách điều khiển đầu in của máy in 3D cho đến khi mô hình 3D mong muốn được tạo ra.
Máy in 3D bê tông và máy in 3D FDM bình thường của cả hai đều giống nhau về một số cách và rất khác nhau ở những cách khác. Trên thực tế, sự giống nhau giữa máy in nhựa FDM và máy in bê tông có thể được tóm tắt trong hai từ cơ bản: ép đùn vật liệu. Cũng giống như máy in 3D FDM bình thường, máy in 3D cụ thể cũng hoạt động bằng trục X, Y và Z.
Trục X của máy in 3D cụ thể được xác định bởi chiều dài của đường ray được sử dụng để di chuyển máy in qua lại. Trục Y của máy in 3D bê tông được xác định bởi khoảng cách giữa các đường ray ở hai bên đối diện và trục Z được xác định bởi chiều cao của các trụ mang vòi phun.
Rõ ràng, nền tảng là cần thiết trước khi nhà / tòa nhà có thể được xây dựng trên bề mặt. Một trong những bước đầu tiên trong việc chuẩn bị vị trí xây dựng cho máy in 3D cụ thể là làm phẳng nó để có thể lắp đặt đường ray cho máy in. Ngoài việc tạo ra một bề mặt phẳng, nền móng là cần thiết trước khi quá trình in bê tông có thể bắt đầu.
Như chúng tôi đã đề cập ở trên, một trong những bước đầu tiên công nhân cần làm để bắt đầu in bê tông là ký gửi các đường ray được thiết kế đặc biệt cho máy in. Bước tiếp theo là đặt máy in lên đường ray, thiết lập các trụ và kiểm tra cả ba trục. Ống dẫn và cánh tay robot được đặt trên một chùm kim loại nằm ngang đặt trên các trụ của máy in 3D bê tông.

Làm sao để in 3D bê tông với việc tạo dựng kiến trúc, sắp đặt và nội thất?

Tại thời điểm này, bạn có thể tự hỏi làm thế nào việc lắp đặt điện và gia cố tường được thực hiện trong quá trình in 3D cụ thể. Tất cả có thể được thực hiện trong quá trình in nhờ vào sự phát triển gần đây của các công ty chuyên về in 3D cụ thể, chẳng hạn như CC Corporation.
Các phương pháp đặc biệt của cốt thép tường được phát triển bởi các công ty chuyên về in 3D để làm cho các bức tường bê tông trần thậm chí còn mạnh mẽ hơn. Khung và trần cửa sổ được sản xuất trước và lắp đặt bởi một bàn tay robot mà bên cạnh vòi. Bê tông được in phải được chuẩn bị cẩn thận để in thành công các tòa nhà.
Mục tiêu sẽ là đạt được hỗn hợp bê tông có khả năng cung cấp khả năng xây dựng tối đa khi đổ bê tông và tối đa hóa khả năng chảy của hỗn hợp bê tông để đảm bảo vòi phun không bị tắc. Nói một cách đơn giản, mục tiêu là có các lớp cứng nhanh nhưng vẫn đủ lỏng để liên kết thành công với các lớp mới.

Để đạt được hiệu suất tuyệt vời như vậy, hỗn hợp bê tông phải chứa một lượng hóa chất hoàn hảo, chẳng hạn như chất siêu dẻo. Chất siêu dẻo được sử dụng để giảm nước trong hỗn hợp bê tông.
Ngoài các chất phụ gia khác nhau được đưa vào hỗn hợp bê tông, các nhà sản xuất cũng cải thiện cường độ của bê tông bằng cách thêm sợi vào hỗn hợp.
Khi nói về in 3D xây dựng, mọi người thường sử dụng các chữ viết tắt như 3DCP (in xây dựng 3D) và LSAM (sản xuất phụ gia quy mô lớn). Một trong những phương pháp hứa hẹn nhất về in 3D bê tông được gọi là Contour Crafting (CC) .
Nói chung, ý tưởng chính đằng sau in 3D cụ thể là một kiến ​​trúc sư hoặc nhà thiết kế có thể chuyển đổi bản thiết kế 3D của họ thành mã G và gửi nó đến máy in. Máy in 3D bê tông này sau đó có thể ngay lập tức biến ý tưởng của họ thành hiện thực, giảm đáng kể thời gian và chi phí xây dựng so với các kỹ thuật xây dựng truyền thống.

Ứng dụng của in 3D bê tông

Đầu năm nay, công ty ICON có trụ sở tại Texas đã tuyên bố rằng họ đã quản lý để in 3D một ngôi nhà rộng 350 mét vuông với mức giá phải chăng 10.000 USD. ICON đang hợp tác chặt chẽ với một tổ chức phi lợi nhuận New Story với mục tiêu in nhà ở El Salvador với giá 4.000 USD mỗi nhà, mỗi căn nhà rộng khoảng 600-800 feet vuông. Mục đích của họ: làm cho nhà ở có giá phải chăng hơn trên toàn thế giới.
Có lẽ bạn cũng đã nghe nói về một người đàn ông tên là Andre Rudenko, người đã in 3D một lâu đài cho chính mình . Anh ấy nói anh ấy luôn tin rằng có thể làm được điều gì đó và anh ấy đã đúng, anh ấy đã chứng minh những tuyên bố của mình với lâu đài anh ấy in được.
Một quốc gia đặc biệt thích sử dụng in 3D để xây dựng nhà và cầu là Hà Lan. Năm 2019, thành phố Eindhoven của Hà Lan sẽ nhận được năm ngôi nhà mới sẽ được xây dựng bằng máy in 3D bê tông đặc biệt. Những ngôi nhà sẽ có người ở và những ngôi nhà lớn nhất trong số năm ngôi nhà sẽ bao gồm ba phòng ngủ dọc theo ba tầng.
Hà Lan cũng là nơi có cây cầu in 3D bê tông đầu tiên trên thế giới dành cho người đi xe đạp và người đi bộ . Cấu trúc này được thực hiện bởi cùng một công ty đang cung cấp các thiết bị sẽ được sử dụng để xây dựng các ngôi nhà in 3D ở Eindhoven. Cây cầu được tạo thành từ nhiều mảnh bê tông in 3D.
Một ví dụ tuyệt vời khác về cách sử dụng in 3D bê tông được cung cấp bởi công ty có tên XtreeE, một trong những công ty tiên phong trong lĩnh vực in 3D.

Công ty Cổ phần Thương mại và Phát triển Kỹ thuật cao ViHoth

CAD/CAM/CAE/PLM/CNC & 3D Printing

Trụ sở: ViHoth Tower, Lô B6-X3, Khu đô thị Mỹ Đình 1, Quận Nam Từ Liêm, Hà Nội

Văn phòng: Số 23, đường Chơn Tâm 2, P. Hòa Khánh Nam, Q. Liên Chiểu, TP Đà Nẵng

Office: +84-24-3797 0256                                                            Hotline: 0982 018 497

Website: www.vihoth.com   /   www.camsolutions.vn                   Email: info@vihoth.com

 




Bài xem nhiều