Công nghệ in 3D bê tông – Cơ hội và thách thức

(Xây dựng) – Ngày 11/1, Viện Vật liệu xây dựng (VIBM) đã tổ chức trực tiếp và trực tuyến Hội thảo khoa học “Công nghệ in 3D bê tông – cơ hội và thách thức”. Hội thảo là diễn đàn chuyên môn quan trọng cung cấp tổng thể về thông tin và các kết quả nghiên cứu cập nhật về công nghệ in 3D bê tông của thế giới và Việt Nam hiện nay. PGS.TS. Lê Trung Thành – Viện trưởng Viện Vật liệu xây dựng chủ trì trực tiếp Hội thảo tại điểm cầu Hà Nội.

PGS.TS Lê Trung Thành phát biểu và trình bày về đề tài nghiên cứu phát triển công nghệ in 3D bê tông tại VIBM.

Bê tông là một trong những vật tư kiến thiết xây dựng gia dụng quan trọng được sử dụng thoáng đãng trong kiến thiết xây dựng, làm cầu, đường cao tốc, và kiến thiết xây dựng hạ tầng đô thị. Trong những năm gần đây, công nghệ tiên tiến in 3D bê tông là đại diện thay mặt nổi bật của ngành Xây dựng về việc vận dụng công nghệ tiên tiến của cách mạng công nghiệp lần thứ 4 vào kỹ thuật thiết kế xây dựng văn minh. Để hiện thực kỹ thuật in 3D bê tông trong sản xuất những cấu kiến và khu công trình kiến thiết xây dựng vừa có năng lực chịu lực tốt vừa có hình dáng kiến trúc, nghệ thuật và thẩm mỹ đẹp, VIBM đã thực thi điều tra và nghiên cứu phong cách thiết kế, sản xuất máy in 3D bê tông và đồng thời điều tra và nghiên cứu tăng trưởng loại vật tư in 3D bê tông tương thích với điều kiện kèm theo Nước Ta .
Phát biểu tại Hội thảo, Viện trưởng VIBM Lê Trung Thành cho biết, những công nghệ tiên tiến kiến thiết xây dựng lúc bấy giờ đa phần là ghép ván khuôn, sử dụng nhân công thủ công, phun bê tông, bê tông tự đầm … Những chiêu thức này vẫn còn nhiều điểm hạn chế, ngân sách cho nhân công cao, thời hạn làm bê tông phải chờ đón lâu, rác thải thiết kế xây dựng tồn dư, chưa có độ đúng mực cao. Để khắc phục hạn chế, những nhà nghiên cứu khoa học cho rằng cần tăng trưởng ngành công nghệ tiên tiến thiết kế xây dựng theo hướng sử dụng công nghệ thông tin, ứng dụng công nghệ thông tin trong tạo hình và sản xuất. Điều này gói gọn trong tiến trình in 3D bê tông .

Toàn cảnh Hội thảo.

Theo ông Thành, công nghệ in 3D bê tông có thể tạo nên những công trình kiến trúc phức tạp với tốc độ nhanh hơn bằng việc mô phỏng trên máy tính, vật thể 3D. Sau đó sẽ được cắt lớp, chia lớp và được chuyển sang thiết bị in bê tông theo lớp có độ chính xác cao.

Công nghệ in 3D bê tông có nhiều lợi thế như tự do hoá những sáng tạo độc đáo phong cách thiết kế kiến trúc ; nâng cao độ đúng mực và đẩy nhanh vận tốc sản xuất cấu trúc khu công trình và xây đắp kiến thiết xây dựng ; những bộ phận cơ điện hoàn toàn có thể cấy ghép vào phần trống, rỗng của những cấu trúc được công nghệ tiên tiến in 3D tạo ra ; tiết kiệm ngân sách và chi phí đáng kể vật tư sử dụng và nhân công tại công trường thi công ; thiết kế mặt phẳng phía trong và phía ngoài khu công trình độc lạ, đẹp, nghệ thuật và thẩm mỹ, hút âm, cách âm ; xây đắp những bộ phận khu công trình đồng điệu để giảm ngân sách giải quyết và xử lý mặt phẳng và giảm ngân sách bảo dưỡng .
Trên quốc tế, công nghệ tiên tiến in 3D bê tông đã được điều tra và nghiên cứu và đang trên đà tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ, tiêu biểu vượt trội ở một số ít vương quốc như Mỹ, Trung Quốc, những nước Châu Âu … Một số khu công trình tiêu biểu vượt trội lúc bấy giờ được kiến thiết xây dựng bằng công nghệ tiên tiến in 3D tại Ả rập, Trung Quốc, Hà Lan. Tại Nước Ta, công nghệ tiên tiến này đã được VIBM điều tra và nghiên cứu và đã có một số ít tác dụng điển hình nổi bật .
Hiện nay, VIBM đã triển khai xong phong cách thiết kế và sản xuất máy in 3D bê tông có năng lực in được cấu trúc, loại sản phẩm tối đa tới 2 mét. Đồng thời, VIBM đã làm chủ được quy trình tiến độ công nghệ tiên tiến in 3D để ứng dụng sản xuất cấu kiện bê tông tính năng cao, hoàn thành xong phong cách thiết kế thành phần cấp phối vật tư đạt những tính năng tương thích để sử dụng cho máy in 3D bê tông, duy trì độ nhớt dẻo không thay đổi trong vòng 2 tiếng. Cho đến thời gian hiện tại, VIBM đang ứng dụng công nghệ tiên tiến in 3D bê tông để sản xuất một số ít cấu kiện bê tông có tính năng cao .

Hội thảo quốc tế trực tuyến kết hợp trực tiếp về Công nghệ in bê tông 3D.

Theo KS. Lê Cao Chiến, thành viên nhóm nghiên cứu đề tài khoa học, máy in 3D bê tông được VIBM thiết kế, chế tạo và lắp đặt là chiếc máy in 3D cỡ lớn đầu tiên của Việt Nam. Các thành phần linh kiện máy in có sẵn trong nước với chi phí phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật của Việt Nam. Các hệ thống cơ khí, động lực, hệ thống điều khiển và các phần mềm điều khiển máy in được nhóm nghiên cứu tích hợp hoàn chỉnh. Cũng tại Hội thảo, các diễn giả, chuyên gia của Việt Nam và Vương quốc Anh đã trình bày nhiều nghiên cứu khoa học xoay quanh công nghệ in 3D bê tông.

Chiếc máy in 3D bê tông đầu tiên tại Việt Nam do VIBM thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh.

Về vật tư in 3D bê tông, PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn đánh giá và nhận định, việc tăng trưởng vật tư luôn song hành cùng phong cách thiết kế máy in, vật tư phải tương thích với mạng lưới hệ thống in 3D bê tông. Theo đó, bê tông in hoàn toàn có thể được sản xuất từ những vật tư sẵn có ở Nước Ta như cát, xi-măng, Silicafume, tro bay, phụ gia siêu dẻo và nước. Cấp phối bê tông tương thích cho quy trình in với tính công tác làm việc được xác lập trải qua độ chảy loang trong khoảng chừng 150 – 200 mm, thời hạn thiết kế lê dài 1 giờ, cường độ nén tuổi 28 ngày đạt trong khoảng chừng 50-70 MPa. Hiện nay, Nước Ta trọn vẹn hoàn toàn có thể chế tạo vật liệu bê tông dùng cho công nghệ tiên tiến in 3D và máy in 3D bê tông .
Trên quốc tế, theo GS. Richard Buswell, Đại học Loughborough, Vương quốc Anh, có đến 98 % những dự án Bất Động Sản lớn đều vượt mức tổng mức góp vốn đầu tư và bị giãn quá trình. Nguyên nhân là do công nghệ tiên tiến kiến thiết xây dựng chưa cung ứng được nhu yếu, lực lượng công nhân lao động trực tiếp có kĩ năng còn hạn chế, thiên nhiên và môi trường thao tác còn ô nhiễm. Những yếu tố này hoàn toàn có thể được xử lý theo điều tra và nghiên cứu về tự động hóa trong kiến thiết xây dựng và nghệ in 3D bê tông chính là loại công nghệ tiên tiến kỹ thuật số cần được tăng cường, đây chính là xu thế tăng trưởng trong tương lai .

Máy in 3D bê tông có khả năng in được kết cấu, sản phẩm tối đa tới 2m.

Tuy nhiên, GS. Richsard Buswell nhấn mạnh vấn đề, công nghệ tiên tiến in 3D bê tông lúc bấy giờ vẫn còn nhiều thử thách so với giới khoa học, trong đó là năng lực khống chế tính không thay đổi bê tông khi chúng còn đang ở dạng dẻo và ướt, năng lực chịu lực của công nghệ tiên tiến in 3D bê tông, độ đúng chuẩn cao khi in bê tông. Thời gian tới, việc tiêu chuẩn hóa công nghệ tiên tiến in sẽ được Viện nghiên cứu và điều tra bê tông Hoa Kỳ thiết kế xây dựng báo cáo giải trình hoàn hảo và châu Âu cũng sẽ thử nghiệm tính chất dẻo của bê tông, nhìn nhận đặc thù cơ lý và vật tư, cấu trúc của bê tông .

Hệ thống điều khiển và các phần mềm điều khiển máy in tích hợp hoàn chỉnh.

Nhận định về vấn đề này, PGS.TS Trần Văn Miền cũng cho rằng, ngay tại Việt Nam, công nghệ in vẫn còn rất mới, do đó cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa để góp phần xây dựng tiêu chuẩn về vật liệu và quy trình thi công nghiệm thu. Thi công xây dựng bằng công nghệ in 3D bê tông sẽ rất phù hợp với những công trình có thiết kế kiến trúc độc đáo.

Kết cấu cột tròn được tạo hình bằng công nghệ in 3D bê tông tại VIBM.

Tại Hội thảo, những đại biểu đã tham gia luận bàn và cho quan điểm về kinh doanh thương mại hóa công nghệ tiên tiến in 3D bê tông, lựa chọn vật tư in bê tông và quản lý và vận hành máy in bê tông. Theo đó, công nghệ tiên tiến in 3D bê tông được nghiên cứu và điều tra và tăng trưởng máy in tiên phong tại Nước Ta chính là những thành công xuất sắc trong bước đầu trong nghành nghề dịch vụ nghiên cứu và điều tra công nghệ tiên tiến tự động hóa số. Trong thời hạn tới, cần có thêm sự biến hóa, điều tra và nghiên cứu thêm về những yếu tố như vật tư in bê tông cấp phối 3D cần phải được tối ưu hóa, tương thích với đời sống, giá tiền cấp phối không thay đổi ; về thiết bị, nên sử dụng những thiết bị trong công nghiệp sẽ có hoạt động giải trí tốt hơn, cung ứng được nhu yếu sản xuất …

Source: https://suanha.org
Category : Vật Liệu