Chỉ tốn 140 tiếng trong một lần in, máy in 3D lớn nhất Châu Âu sắp "ra lò" một tòa nhà có kích thước rộng nhất từ trước đến nay

Tòa nhà lớn nhất đến nay tại Châu Âu được xây dựng bằng công nghệ in 3D sẽ chỉ mất khoảng 140 giờ để hoàn thành, theo tính toán của các chuyên gia.

Theo EuroNews, nhà phát triển và đầu tư bất động sản Kraus Group, cùng với công ty xây dựng in 3D Peri 3D Construction sẽ thực hiện dự án cùng với các nhà thầu như SSV Architekten Heidelberg và Mense-Korte ingenieure+architekten.

Song song đó, Heidelberg Materials - một trong những công ty vật liệu xây dựng lớn nhất thế giới - đang cung cấp vật liệu in bê tông 3D độc đáo để xây dựng tòa nhà bằng công nghệ in 3D, với kích cỡ được đánh giá là lớn nhất từ trước đến nay tại Châu Âu. Công trình sẽ được khởi công ở Heidelberg, Đức, dự kiến hoàn thành vào cuối tháng 7 năm 2023. Tòa nhà dự kiến sẽ đóng vai trò là trung tâm dữ liệu.

Theo Hans-Joerg Kraus, người đứng đầu Kraus Group - đơn vị phát triển dự án tòa nhà in 3D ở Heidelberg, việc xây dựng tòa nhà dài 55 mét, rộng 11 mét và cao 9 mét sẽ được hoàn thành bởi máy móc. Theo đó, công việc xây dựng thường được thực hiện bởi hàng chục công nhân con người giờ được thay thế bởi máy in xây dựng 3D BOD2, vốn có khả năng in các lớp bê tông chồng lên nhau.

Được mệnh danh là máy in 3D lớn nhất Châu Âu, BOD2 là một máy in 3D có kích thước 10 m x 10 m, do công ty Đan Mạch COBOD phát triển. Nó hoạt động theo cơ chế tương tự các máy in 3D nhỏ. Tuy nhiên, BOD2 thường sử dụng một loại bê tông tổng hợp đặc biệt để tạo nên từng lớp tường. Phương pháp này mang lại những ưu điểm lớn so với cách xây dựng truyền thống như tốc độ nhanh, vật liệu được sử dụng một cách thông minh và chi phí giảm. 

Trong trường hợp của tòa nhà được xây dựng tại Heidelberg, công ty Heidelberg Materials cung cấp i.tech 3D, một loại vật liệu có thể tái chế 100%, để xây dựng tòa nhà này. Việc sử dụng vật liệu này mang lại cho các kiến trúc sư nhiều lựa chọn hơn trong khâu thiết kế, cho phép sử dụng vật liệu ít hơn tới 70% trong khi vẫn đảm bảo công việc an toàn trên công trường. Nó cũng có lượng khí thải carbon ít hơn so với xi măng Portland được sử dụng theo cách xây dựng truyền thống. 

Đáng chú ý, theo chủ đầu tư, toàn bộ quá trình xây dựng tòa nhà sẽ được hoàn thành chỉ trong 140 giờ làm việc. Thời gian còn lại sẽ chủ yếu tập trung vào việc hoàn thiện nội thất. Cũng ông Hans-Joerg Kraus, ở giai đoạn sau, công trình xây dựng bằng công nghệ in 3D này có thể sẽ chỉ cần duy nhất một nhân sự đảm trách việc giám sát công trường.

“Nó rất đổi mới. Ở giai đoạn sau, có thể tưởng tượng rằng chúng ta chỉ cần có một người tại công trường để đảm bảo không có gì sai sót,”, ông này này cho biết.

Chủ đầu tư cũng hứa hẹn tòa nhà sẽ có “kiến trúc rất đặc biệt”, trông giống như một bức màn. Theo đó, tòa nhà sẽ có một cấu trúc nhô ra ngoài ở góc 18 độ, vốn không thể thực hiện được bằng các phương thức xây dựng bình thường. Cấu trúc này khá cần thiết để bảo vệ công trình khỏi những yếu tố tự nhiên như mưa và nắng, giữ cho bên trong tòa nhà được an toàn và khô ráo. Nội thất của tòa nhà sẽ được hoàn thiện bởi robot sơn do nhà sản xuất sơn Đức, Deutsche Amphibolin-Werke (DAW) phát triển.

Dù tiềm năng, in 3D vẫn chưa thể áp dụng đại trà trong ngành xây dựng

Các dự án xây dựng bằng công nghệ in 3D tương tự đã được ghi nhận ở các quốc gia khác bao gồm Hà Lan và Trung Quốc. Vào năm 2015, các kiến trúc sư người Hà Lan đã sử dụng một máy in 3D khổng lồ để xây dựng một ngôi nhà nguyên mẫu bằng nhựa chủ yếu dựa trên dầu thực vật. Cùng năm đó, công ty WinSun của Trung Quốc đã in 3D một tòa nhà chung cư năm tầng và một biệt thự rộng 1.100 m2 bằng vật liệu tái chế.

Theo nhận định của nhiều chuyên gia, phương pháp này mang lại những ưu điểm lớn so với cách xây dựng truyền thống như tốc độ xây nhanh, không tốn quá nhiều vật liệu, trong khi chi phí xây dựng ít hơn. Đáng chú ý, mặc dù được xây trong thời gian ngắn, độ bền của những căn nhà in 3D lại vượt trội hoàn toàn so với kiểu nhà xây theo cách truyền thống.

Theo các chuyên gia xây dựng trong ngành, sức chịu nén của vật liệu mới cao gấp ba lần so với loại gạch xây nhanh truyền thống. Ngoài các sợi trong bê tông, lượng lưới thép gia cố cũng được hạn chế. Công nghệ in 3D cũng khiến việc sử dụng cốp pha là không cần thiết, giúp tiết kiệm tới khoảng 60% vật liệu, thời gian và chi phí.

Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp in 3D vào ngành xây dựng vẫn còn một quãng đường dài. Đơn cử, Heidelberg Materials cùng các chủ đầu tư của tòa nhà in 3D lớn nhất Châu Âu thừa nhận rằng không phải tất cả các dự án xây dựng đều phù hợp với in 3D, bao gồm cả những dự án yêu cầu các tính năng kiến trúc đặc biệt không thể đạt được bằng cách in 3D thông thường.

“Tôi tin rằng in 3D có một tương lai tươi sáng,” ông Hans-Joerg Kraus nói. “Nhưng rõ ràng là không phải mọi thứ được chế tạo trong 20 năm tới đều đến từ máy in 3D”.

Tổng hợp