Những ngôi nhà được in ra từ máy tính
Từ các khu dân cư hiện đại tại Mỹ đến những công trình tôn giáo cổ kính ở Ấn Độ, in 3D không chỉ thay đổi cách chúng ta xây dựng mà còn mở ra những cơ hội lớn cho việc phát triển hạ tầng bền vững và bảo tồn văn hóa.
Những năm gần đây, công nghệ in 3D đã bước chân vào lĩnh vực xây dựng, mang lại tiềm năng to lớn cho ngành công nghiệp này. Từ các ngôi nhà hiện đại được xây dựng với chi phí thấp và tốc độ nhanh chóng đến những công trình tôn giáo đòi hỏi chi tiết và chính xác cao, in 3D không chỉ là một bước tiến trong kỹ thuật mà còn thay đổi cách nhìn của chúng ta về xây dựng. Đây không chỉ là cuộc Cách mạng về công nghệ mà còn là một dấu mốc quan trọng trong việc tái định hình tương lai kiến trúc và cơ sở hạ tầng toàn cầu.
Khi máy in được dùng trong xây dựng
Công nghệ in 3D đã thay đổi cách chúng ta xây dựng những ngôi nhà. Tại Texas, Mỹ, công ty ICON đã tiên phong sử dụng máy in Vulcan để xây dựng khu dân cư Wolf Ranch, nơi được coi là cộng đồng in 3D lớn nhất thế giới. Máy in Vulcan, với trọng lượng hơn 5 tấn và chiều rộng 13,7 mét, có khả năng in các bức tường nhà chỉ trong vài ngày. Quá trình này sử dụng hỗn hợp xi măng, cát và nước để tạo ra các bức tường chắc chắn, bền bỉ trước những điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Tại khu dân cư Wolf Ranch, mỗi ngôi nhà in 3D được thiết kế để có từ ba đến 4 phòng ngủ. Quá trình xây dựng mất khoảng 3 tuần, bao gồm cả việc lắp đặt mái kim loại truyền thống. Những bức tường in 3D không chỉ giảm thiểu thời gian và chi phí xây dựng mà còn mang lại nhiều ưu điểm vượt trội như khả năng chống nước, mối mọt và nấm mốc.
Lawrence Nourzad, một cư dân tại Wolf Ranch, cho biết ngôi nhà của anh mang lại cảm giác như một “pháo đài” nhờ khả năng cách nhiệt và chịu lực tuyệt vời. Ngôi nhà cũng giúp giảm thiểu chi phí năng lượng, bởi các bức tường dày giúp giữ nhiệt tốt, duy trì không gian mát mẻ trong mùa hè Texas nóng bức. Tuy nhiên, độ dày của tường cũng gây ra một số bất tiện nhỏ như tín hiệu Internet kém, khiến cư dân phải sử dụng bộ định tuyến lưới để cải thiện kết nối.
Công nghệ in 3D không chỉ mang lại lợi ích cho việc xây dựng nhà ở mà còn được ứng dụng vào các lĩnh vực khác như sản xuất kết cấu hạ tầng và phương tiện quân sự. Tại Đại học Maine, máy in FoF 1.0 – máy in polymer 3D lớn nhất thế giới – có thể in các công trình dài tới 22,96 mét và cao 5,49 mét. Với tốc độ in lên đến hơn 226kg vật liệu mỗi giờ, máy này có khả năng xây dựng nhà ở giá rẻ, cầu đường và cả các phương tiện quân sự.
Một trong những điểm đáng chú ý của máy in này là khả năng tái chế các vật liệu in. Theo tiến sĩ Habib Dagher, Giám đốc Trung tâm Cấu trúc và Vật liệu Tiên tiến của Đại học Maine, các vật liệu in có thể được tái sử dụng nhiều lần, giúp giảm thiểu lãng phí và bảo vệ môi trường. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với những thách thức liên quan đến biến đổi khí hậu và tài nguyên thiên nhiên.
Công nghệ này còn được kỳ vọng sẽ giúp giải quyết vấn đề thiếu hụt nhà ở tại Mỹ, nơi cần khoảng 80.000 ngôi nhà mới vào năm 2030. Với khả năng xây dựng nhanh chóng và chi phí thấp, in 3D có thể là giải pháp hiệu quả để đáp ứng nhu cầu này.
Từ khu dân cư tới những đền chùa
Không chỉ dừng lại ở nhà ở, công nghệ in 3D còn được sử dụng để xây dựng các công trình tôn giáo, mang lại sự kết hợp độc đáo giữa hiện đại và truyền thống. Tại Ấn Độ, ngôi đền được xây dựng bằng công nghệ in 3D đầu tiên trên thế giới là được xây dựng tại Siddipet, bang Telangana. Ngôi đền này, rộng hơn 1.100m2 và cao gần 11 mét, được hoàn thành chỉ trong 3 tháng.
Ngôi đền được thiết kế theo các quy chuẩn của Agama Shastra, một văn bản cổ Sanskrit về kiến trúc đền chùa, đảm bảo sự chính xác về tỉ lệ và kích thước. Điều đặc biệt là mỗi khu thờ trong đền được thiết kế để phản ánh đặc điểm riêng của các vị thần Hindu. Ví dụ, khu thờ thần Ganesh có hình dáng giống món modak – món ăn yêu thích của Ngài, trong khi khu thờ nữ thần Parvati được thiết kế theo hình bông sen.
Theo ông Hari Krishna Jeedipalli – Giám đốc điều hành của công ty Apsuja Infratech, mục tiêu của dự án này là chứng minh công nghệ in 3D có thể thực hiện được những thiết kế phức tạp nhất. “Nếu chúng ta có thể in một ngôi đền phức tạp như thế này, thì chúng ta có thể in bất kỳ công trình nào,” ông nói.
Ngoài đền thờ tại Ấn Độ, công nghệ in 3D còn xuất hiện tại Trung Đông với một nhà thờ Hồi giáo đang được xây dựng tại Dubai. Những dự án này không chỉ chứng minh tính linh hoạt của công nghệ mà còn mở ra cơ hội bảo tồn và phát triển văn hóa thông qua các phương tiện hiện đại.
Công nghệ in 3D không chỉ phục vụ mục đích xây dựng mà còn mang lại giá trị tinh thần cho cộng đồng. Ông Suresh Deshpande, một kỹ sư phần mềm từ Mumbai, đã đi từ xa để tham quan ngôi đền in 3D tại Telangana. “Tôi cảm nhận được sự linh thiêng khi đứng trong ngôi đền này, dù nó được xây dựng bằng công nghệ hiện đại”, ông chia sẻ.
Công nghệ in 3D đang thay đổi cách chúng ta xây dựng thế giới. Từ các khu dân cư hiện đại tại Mỹ đến những công trình tôn giáo độc đáo tại Ấn Độ, in 3D đã chứng minh rằng, nó không chỉ là một công cụ kỹ thuật mà còn là một phương tiện để bảo tồn và phát triển văn hóa. Với sự kết hợp giữa hiệu quả, tính bền vững và khả năng sáng tạo, in 3D hứa hẹn sẽ tiếp tục định hình tương lai của ngành xây dựng, mở ra những cơ hội mới cho cả kinh tế và xã hội.