Trong thí nghiệm gần đây tại đại học RMIT, nhóm nghiên cứu của TS
Phương đã tập trung tìm hiểu cấu trúc vỏ tôm hùm, lấy cảm hứng, và thiết
kế ra những mô hình đặc biệt cho in 3D bê tông.
Khi nhóm nghiên cứu sự kết hợp giữa mô hình xoáy tròn (lấy cảm hứng
từ cấu trúc vi mô của vỏ tôm hùm) và các sợi thép rất nhỏ (kích thước
bằng sợi tóc), kết quả tạo ra kết cấu bê tông in 3D khỏe hơn bê tông
truyền thống.
TS Phương cho hay, tuy công nghệ in 3D đã phát triển mạnh mẽ trong
các lĩnh vực như y tế, hàng không hay sản xuất ô tô, công nghệ này còn
non trẻ trong lĩnh vực xây dựng. Tuy nhiên nó sẽ mở ra nhiều cơ hội,
tăng cường tính hiệu quả và sáng tạo trong ngành xây dựng trong tương
lai.
Áp dụng các giải pháp công nghệ 4.0 trong sản xuất và xây dựng, ví dụ
như công nghệ in 3D cho bê tông, đang trở nên ngày càng phổ biến trong
thế kỷ 21, với mục đích tiết kiệm thời gian, công sức, vật liệu.
Ngoài ra, công nghệ in 3D nhìn chung còn mang lại nhiều tiềm năng
thúc đẩy sự tự do sáng tạo trong kiến trúc khi giúp tạo ra các kết cấu
phức tạp không thể tạo được bằng các phương pháp truyền thống. Tuy vậy,
vật liệu trong in 3D cũng đóng vai trò quan trọng và còn nhiều trở ngại
kỹ thuật trong việc tạo ra bê tông đủ khỏe cho kết cấu in 3D.
Trong thí nghiệm gần đây tại đại học RMIT, nhóm nghiên cứu của TS Phương
đã tập trung tìm hiểu cấu trúc vỏ tôm hùm, lấy cảm hứng, và thiết kế ra
những mô hình đặc biệt cho in 3D bê tông.
Khi nhóm nghiên cứu sự kết hợp giữa mô hình xoáy tròn (lấy cảm hứng
từ cấu trúc vi mô của vỏ tôm hùm) và các sợi thép rất nhỏ (kích thước
bằng sợi tóc), kết quả tạo ra kết cấu bê tông in 3D khỏe hơn bê tông
truyền thống.
TS Phương cho hay, tuy công nghệ in 3D đã phát triển mạnh mẽ trong
các lĩnh vực như y tế, hàng không hay sản xuất ô tô, công nghệ này còn
non trẻ trong lĩnh vực xây dựng. Tuy nhiên nó sẽ mở ra nhiều cơ hội,
tăng cường tính hiệu quả và sáng tạo trong ngành xây dựng trong tương
lai.
“Nghiên cứu của chúng tôi tập trung tìm hiểu sự ảnh hưởng của các mô
hình in 3D tới chất lượng của các mẫu in bê tông, và lần đâu tiên cho
thấy sự ảnh hưởng của những mẫu in lấy cảm hứng từ thiên nhiên. Chúng ta
luôn biết rằng vật liệu xuất phát từ thiên nhiên, giống như vỏ tôm hùm,
đã trải qua hàng trăm triệu năm tiến hóa để có được cấu trúc tối ưu, và
thật thú vị nếu chúng ta có thể bắt chước được các cấu trúc này”, TS
Phương nói.
Công nghê in 3D trong xây dưng
Công nghệ tự động hóa trong xây dựng đang ngày càng phát triển và
chuyển hóa sâu sắc cách con người thiết kế và tạo ra các công trình
trong tương lai, đặc biệt trong thời đại cách mang công nghiệp 4.0.
Sự ra đời của các máy in bê tông sẽ giúp con người xây nên những ngôi
nhà, hoặc các kết cấu có kiến trúc phức tạp bằng cách in phun liên tục
từng lớp bê tông có chiều dày cố định từ 5-10 milimét. Đầu in phun được
điểu khiển bằng rô bốt công nghiệp được lập trình để di chuyển theo quỹ
đạo nhất định tùy theo thiết kế của công trình.
Phương pháp in 3D trong xây dựng được đặc biệt ưa thích để tạo ra các
công trình có độ phức tạp cao trong kiến trúc, không sử dụng khuôn ván,
thời gian thi công nhanh, tiết kiệm vật liệu và nhân công.
Với công nghệ in mới nhất, một căn nhà có thể được in trong vòng 24
giờ với chi phí giảm một một nửa so với phương pháp truyền thống. Thậm
chí năm 2019, một ngôi khu dân cư mới ở Mexico đã được xây dựng hoàn
toàn bằng công nghệ in 3D. Ngoài ra còn nhiều công trình in 3D trên thế
giới trong nhưng năm qua từ văn phòng làm việc ở Dubai, tới cầu bê tông ở
thành phố Madrid hay ngôi nhà hình cánh buồm tại Hà Lan.
Tại đại học RMIT, nhóm nghiên cứu của TS Phương tập trung tìm hiểu về
vật liệu bê tông thông minh, phát triển công nghệ in 3D bằng cách tạo
ra các thiết kế tối ưu lấy cảm hứng từ thiên nhiên, kết hợp với các công
cụ mô phỏng và tính toán số.
