Hàng chục ngôi nhà đang được xây dựng bằng công nghệ in 3D trên khắp thế giới, từ nhà của một gia đình ở tiểu bang Virginia, Mỹ đến nhà cho những thành viên của một cộng đồng nghèo ở vùng nông thôn Mexico.
Và trong số đó, khu dân cư được xây dựng bằng công nghệ in 3D lớn nhất thế giới hiện đang được xây dựng ở Austin, bang Texas, Mỹ.
Công nghệ này có thể sẽ đặc biệt cần thiết tại một nơi như tiểu bang Maine của Mỹ, nơi cần tới 80.000 ngôi nhà mới vào năm 2030 để giải quyết tình trạng thiếu hụt nhà ở tại đây.
“Mọi người không thể tìm được nhà. Chúng rất tốn kém. Dân số thì đang già đi, vì vậy ngày càng ít người làm các công việc như thợ điện, thợ sửa ống nước hoặc thợ xây,” Habib Dagher, giám đốc điều hành của Trung tâm Kết cấu và Vật liệu Composite Tiên tiến (ASCC) của Đại học Maine, cho biết trên CNN.
Ông cho biết, để khắc phục tình trạng này, ASCC đã công bố chiếc máy in 3D polymer lớn nhất thế giới. Dagher hy vọng cái được gọi là “Nhà của tương lai phiên bản 1.0” có thể giúp giải quyết cuộc khủng hoảng nhà ở của tiểu bang, và cách mạng hóa công nghệ in 3D tại nhà.
"Cách tiếp cận mà chúng tôi thực hiện khá khác so với những gì bạn đã thấy và bạn đã đọc trong nhiều năm," ông nói.
Trong những năm gần đây, công nghệ in3D đã được sử dụng để xây dựng mọi thứ, từ văn phòng đến nhà thờ. Một tổ chức phi lợi nhuận thậm chí còn đang thực hiện công nghệ này trong vùng chiến sự. Dubai, UAE, nắm giữ kỷ lục thế giới Guinness về công trình in 3D lớn nhất thế giới và đặt mục tiêu xây dựng 25% tòa nhà mới bằng công nghệ in 3D vào năm 2030.
Công nghệ in 3D hiện tại phần lớn sử dụng nguyên liệu là bêtông, với một cánh tay robot được trang bị vòi phun để phun ra lớp bêtông ướt theo đúng hình dạng.
Tuy nhiên, ASCC đang đảo ngược kịch bản. Máy in khổng lồ của họ và máy in trước đó, được Guinness công nhận là “máy in 3D polymer nguyên mẫu lớn nhất thế giới” vào năm 2019, là những máy in duy nhất trên thế giới xây dựng nhà từ gỗ thừa.
Trước đó, vào cuối năm 2022, đại học Maine đã công bố “BioHome3D,” một căn hộ gia đình đơn rộng 56m2 mà họ gọi đó là ngôi nhà in 3D 100% sinh học đầu tiên trên thế giới, được xây dựng từ vật liệu sợi gỗ và nhựa sinh học.
“Khi họ làm bằng bêtông, họ chỉ in các bức tường,” Dagher cho biết. Ông nói thêm rằng sàn, mái và tường của BioHome3D đều được in 3D. Bên cạnh đó, những ngôi nhà bêtông cũng cần được xây dựng tại chỗ, đem lại một số phiền phức nhất định, trong đó có yếu tố thời tiết. "Khi thời tiết xấu trong hai tuần liền, bạn không thể in được,” ông nói thêm.
Ngược lại, ASCC đã in các module đúc sẵn tại cơ sở, và bắt vít chúng tại với nhau tại chỗ để tạo ra BioHome3D.
Máy in mới có thể tạo ra các vật thể dài tới 30m, rộng 10m và cao 5,5m. Và có thể in tới 226kg vật liệu trong mỗi giờ. Dagher cho biết nếu đạt được mục tiêu in 450kg vật liệu trong mỗi giờ, nó có thể xây dựng BioHome3D trong vòng 48 giờ, và do đó, chi phí xây dựng sẽ rất cạnh tranh với các chi phí truyền thống hiện tại.
Nhưng vấn đề khó khăn ở đây là việc xử lý vật liệu gỗ với tốc độ cao. Ngay cả những máy in 3D phá kỷ lục của ASCC đôi khi cũng bị kẹt. Ví dụ như trong quá trình in BioHome3D, máy in bị ngừng hoạt động do bụi tích tụ, bởi trước đây chưa ai từng làm việc với loại vật liệu này..
Sàn và tường bằng gỗ ấm áp của BioHome3D mang đến cho nó vẻ ngoài của một ngôi nhà gỗ hiện đại, bóng bẩy lấy cảm hứng từ phong cách Scandinavia.
“Nhiều người thấy bêtông gây cảm giác lạnh lẽo và không nhất thiết là nơi bạn muốn sống,” Dagher nói. Tuy nhiên, BioHome3D “rất ấm áp và hấp dẫn.”
Nó cũng bền vững. Khi bạn không còn cần hoặc thích ngôi nhà này nữa, bạn có thể nghiền nó ra và sử dụng để in thứ gì khác. ASCC đang sử dụng gỗ thừa từ các xưởng cưa của Maine để thực hiện các nghiên cứu của mình và đang tìm cách mở rộng quy mô sản xuất bằng cách sử dụng các phụ phẩm tại địa phương này.
Ngôi nhà mẫu tại khuôn viên đại học Maine đã thu hút hàng nghìn người tới xem với rất nhiều nhận xét, trong đó nhiều nhất vẫn là “Khi nào tôi có thể có một căn như vậy?”
Tuy nhiên, vẫn còn một số trở ngại để những ngôi nhà như này có thể đưa vào sử dụng một cách chính thức, trong đó có các quy tắc xây dựng mà các công ty phải tuân thủ.
Theo dự đoán của Daghers, máy in sẽ không thể thay thế được phương pháp xây dựng nhà truyền thống, Tuy nhiên trong tương lai, nhà in 3D có thể sẽ chiếm một số lượng đáng kể trong kho nhà ở của thế giới.
ASCC hiện đang nghiên cứu cách kết hợp các ống dẫn dây điện và hệ thống ống nước “chính xác tại một nơi mà kiến trúc sư mong muốn” vào quy trình in.
Trong thời gian tới, trung tâm dự định sẽ hợp tác với một tổ chức phi chính phủ địa phương để xây dựng một khu dân cư chín ngôi nhà dành cho những người vô gia cư./.
Ngôi làng ở Tanzania gây sốc khi xây dựng nhà ở mà "không cần đến bêtông"
Một nhóm kiến trúc sư tiên phong đang chuẩn bị xây dựng một ngôi làng mới với trọng tâm là “in bằng đất.” Hope Village sẽ được xây dựng bằng hệ thống in Crane WASP trị giá 160.000 euro (173.000 USD)
