Từ sợi gai dầu đến bê tông cây gai dầu; từ vật liệu nhẹ, vật liệu có thể tái chế cho đến công nghệ in 3D, những sản phẩm mang tính xanh từ bàn tay và khối óc con người đang góp phần giảm lượng khí phát thải CO2. In 3D ảnh hưởng đến nhiều ngành công nghiệp trên thế giới và ngành xây dựng cũng không ngoại lệ.

Nhà in 3D là gì?

Câu trả lời đúng theo nghĩa đen, chính là những ngôi nhà được tạo nên nhờ công nghệ in 3D, sử dụng máy in 3D cỡ lớn, có thể đùn bê tông, nhựa hoặc bất kỳ vật liệu thông dụng nào thông qua vòi phun để tạo nên vật thể 3D, có kích thước bằng một căn nhà.

Cụ thể, ở các máy in này, đặc biệt đầu phun được thiết kế để di chuyển trên nhiều mặt phẳng, mạnh mẽ và cứng cáp, bởi chúng thường hoạt động ngoài trời, địa hình khác nhau.

Cho đến nay, có rất nhiều tổ chức và các đơn vị doanh nghiệp tư nhân nghiên cứu công nghệ này và tin tưởng vào tương lai in 3D có thể tạo nên bước ngoặt mới cho ngành xây dựng.

Dễ dàng in một ngôi nhà, vậy tất tần tật chi phí là bao nhiêu?

Nhà in 3D vẫn còn là câu trả lời đầy nghi hoặc bởi không phải ai cũng hiểu rõ về công nghệ này và nó chưa được phổ cập rộng rãi. In 3D còn mới lạ và phần lớn vẫn đang trong quá trình phát triển nhưng để in một ngôi nhà 3D chắc chắn sẽ tốn ít chi phí hơn nhiều so với việc xây dựng nhà ở thông thường bằng các phương pháp truyền thống. Đối với một số dự án đang phát triển, chi phí dao động trong khoảng 10.000 USD (tương đương hơn 230 triệu VNĐ) đối với một cấu trúc tương đối nhỏ.

Theo báo cáo của ICON được đăng tải trên The Verge: “Các nhà in 3D sẽ được làm từ xi măng và đến một ngày nào đó sẽ tiến hành in quy mô lớn hơn bằng robot in 3D. Trên hết, những ngôi nhà này hiện có chi phí khoảng 10.000$ nhưng đang xem xét trong tương lai có thể giảm xuống còn 4000$”.

Tùy thuộc vào vật liệu in và hệ thống máy móc để quyết định tổng chi phí cần dùng. Tuy nhiên, cũng có những ngôi nhà in 3D có mức chi phí chưa đến một nửa.

Tuổi thọ của những nhà in 3D ra sao?

Đây chắc chắn là thắc mắc của không ít người. Phần lớn những nhà in 3D được làm từ bê tông nên tuổi thọ của chúng khá lâu. Với việc bảo dưỡng thích hợp và sinh sống trong ngôi nhà này, không có lý do nào để thiết kế công nghệ mới này không tồn tại lâu như những công trình bê tông truyền thống.

Có nhiều ước tính khác nhau nhưng hầu hết đều đưa ra một mốc tuổi thọ của nhà in 3D trong khoảng 50 – 60 năm.

Bên cạnh đó, các yếu tố gỗ bên trong có thể xuống cấp theo thời gian nếu không được xử lý hoặc bảo trì đúng cách.

Một số tòa nhà in 3D được thiết kế đặc biệt để dễ dàng phân hủy sinh học và chỉ dùng làm chỗ ở tạm thời, sử dụng cho các hoạt động cứu trợ thiên tai và các nhu cầu nhà ở ngắn hạn khác.

Liệu có thể sử dụng nhà in 3D để định cư lâu dài không? Câu hỏi này cho đến nay vẫn đang trong quá trình hiện thực hóa. Các dự án trên khắp thế giới đã và đang nghiên cứu thêm kỹ thuật để làm nên những ngôi nhà 3D làm “tổ ấm” cho con người.

7 minh chứng cho thấy nhà in 3D không những độc đáo mà còn rất khả thi để phổ biến trong hạng mục nhà ở

1. Những nhà in 3D tí hon ở Mexico

Ở Mexico, tổ chức phi lợi nhuận New Story đã phối hợp cùng ICON đưa máy in khủng Vulcan II để tạo ra khu phố nhỏ xinh. Mỗi ngôi nhà có sức chứa cho một gia đình nhỏ và chỉ mất khoảng 24 giờ để thực hiện.

Ý tưởng tạo nên những ngôi nhà 3D này đã đáp ứng nhu cầu nhà ở của người có thu nhập thấp ở vùng nông thôn. Đây cũng là sáng kiến có thể giải quyết được cuộc khủng hoảng nhà ở tại nhiều khu vực trên thế giới.

Chiếc máy in này dài gần 10 mét và có thể in ra lớp vỏ có tổng diện tích tới 152m2; mái nhà, cửa sổ và đồ nội thất được trang bị sau.

2. Nhà in 3D có thể hoạt động ngoài hệ thống lưới điện

PassivDom được thiết kế bền vững và tiết kiệm năng lượng nhất có thể. Bản thân nguồn năng lượng đều lấy từ năng lượng mặt trời và thậm chí có thể tạo ra nước từ hơi ẩm trong không khí. Nhà in 3D này được xây dựng nhờ máy in cỡ lớn ở nhà máy tại Nevada và rất có khả năng trở thành yếu tố thay đổi thời cuộc cho những ngôi nhà nhỏ trong tương lai.

Vòi sen trong phòng tắm cũng có thể làm sạch và tái chế nước. Ngôi nhà cũng hạn chế tối đa việc sử dụng tài nguyên. Ban đầu, công ty thực hiện mô hình này không hướng đến một ngôi nhà nằm ngoài mạng lưới điện, tuy nhiên, khi phát triển dựa trên ý tưởng của mình thì đội ngũ thiết kế đã phát hiện ra đây là lựa chọn không hề hão huyền chút nào.

3. Nhà in 3D ở Ý “nhỏ nhưng có võ”

Nhờ máy in Crane WASP mang tính cách mạng, những ngôi nhà ở nhiều định dạng và kích thước khác nhau nhanh chóng ra đời. Những ngôi nhà in 3D này được gọi là Gaia, có diện tích khoảng 30m2 với lớp vỏ bên ngoài được in 3D và có các dầm gỗ hỗ trợ mái.

Ngôi nhà trên đã được in tại chỗ ở Massa Lombardo, một thị trấn ở vùng Emilia-Romagna của Ý vào tháng 10 năm 2018 với vật liệu tái chế từ phụ phẩm phế thải sản xuất lúa gạo như rơm và trấu trộn với bùn địa phương. Rõ ràng, ngôi nhà này cũng có thể phân hủy sinh học một cách tự nhiên.

4. Tạo nên thế giới ngoài hành tinh từ sợi in 3D

Được phát triển thông qua sự hợp tác của Đại học Công nghệ Eindhoven và Houben / Van Mierlo Architects, những ngôi nhà in 3D này trông giống như góc nhỏ của thế giới khác. Mong muốn của đội ngũ thiết kế là có thể sản xuất một số mô hình khác cho thuê với mức giá hợp lý.

Dự kiến trong vòng 5 năm tới, trường đại học ở Hà Lan có thể xây dựng khoảng 5 tòa nhà gần như bằng bê tông.

“Dự án nhà ở thương mại đầu tiên trên thế giới sẽ dựa trên kỹ thuật in 3D bê tông. Các ngôi nhà đều sẽ có người ở, đáp ứng mọi yêu cầu tiện nghi hiện đại và sẽ được một công ty bất động sản mua và cho thuê”, đại diện trường cho biết.

5. Nhà in 3D cũng là tác phẩm nghệ thuật

Ở thời điểm 2016, in 3D cũng đã lấn sân sang lĩnh vực xây dựng. Bằng chứng là ngôi nhà in Curve Appeal được nhóm KTS ở Chicago lên ý tưởng với vật liệu từ nhựa in, sợi carbon và tường tráng men. Ngôi nhà với công nghệ táo bạo này đã mang lại vẻ đẹp tuyệt vời, đặc biệt khi có nắng chiều chiếu xuyên qua từng góc cạnh.

Nhóm KTS đã giành được giải nhất trong Thử thách thiết kế nhà ở tự do và tiếp tục hướng đến tòa nhà in 3D ở Chattanooga, Tennessee, hoàn thành trong năm 2020.

6. Nhà in siêu nhỏ ở Amsterdam

DUS Architects đang có kế hoạch xây dựng những ngôi nhà in 3D siêu nhỏ ở Amsterdam. Mỗi cabin chỉ vỏn vẹn 8m2 đi kèm bồn tắm riêng bên trong và ánh đèn vàng ấm cúng. Vật liệu cấu thành nên những mô hình nhỏ xinh này từ nhựa sinh học và dự án nhằm chứng minh cách sản xuất phụ gia có thể mang đến các giải pháp để giải quyết nhà ở tạm thời ở nơi thiên tai. Khi không cần thiết nữa, mô hình này có thể hủy bỏ và hoàn toàn tái chế lại được vật liệu.

“Tòa nhà đang hướng đến giải pháp nhà ở nhỏ gọn và bền vững trong môi trường đô thị”, nhóm nghiên cứu của DUS chia sẻ.

7. Nhà in 3D từ cây gai dầu

Công ty công nghệ sinh học Mirreco đang ấp ủ tham vọng có thể khai thác “tiềm năng bùng nổ của cây gai dầu công nghiệp” tại Úc khi sản xuất nhà in 3D dựa trên loại cây lâu đời này.

Mirreco tin rằng sàn nhà, tường, thậm chí mái nhà cũng được in 3D bằng các tấm bê tông carbon trung tính. Tiết lộ kế hoạch được phát triển với sự hợp tác của Arcforms, công ty kiến trúc có trụ sở tại Perth, phía đơn vị chủ quản cho biết: “Sàn, tường, mái nhà, tất cả sẽ được thực hiện sử dụng sinh khối cây gai dầu và các cửa sổ sẽ kết hợp công nghệ tiên tiến, cho phép ánh sáng đi qua kính để từ đó chuyển đổi thành điện năng”

Chúng ta hãy cùng chờ xem những bước tiến vượt bậc của ngành công nghiệp in 3D này trong tương lai.

Biên dịch | Vũ Hương (Nguồn: interestingengineering)

XEM THÊM