Nhà in 3D có thể là tương lai của nhà ở xã hội

Cách đây 2 năm, một gia đình người Pháp đã trở thành người đầu tiên trên thế giới sống trong ngôi nhà in 3D. Khoảng vài thập kỷ trước, đây dường như là một giấc mơ xa vời. Công nghệ mới này đã phát triển nhanh chóng và nó góp phần vào việc giải quyết cuộc khủng hoảng nhà ở trên toàn cầu.

Công ty WinSun của Trung Quốc là doanh nghiệp đầu tiên xây dựng nhà in 3D. Năm 2013, WinSin đã có thể in 10 ngôi nhà trong khoảng thời gian 24 giờ. Những ngôi nhà này yêu cầu sự lắp ráp của con người vì các bức tường của chúng được in tại một nhà máy, sau đó vận chuyển đến các địa điểm tương ứng.

Công ty khởi nghiệp Apis Core tại San Francisco đã xây dựng thành công một nơi cư trú có tính chất như trên vào năm 2018, với tổng vốn khoảng 10.000 USD.

Dubai cũng đã lên kế hoạch cho một phần tư các tòa nhà mới trong thành phố được in 3D vào năm 2025. Sáng kiến ​​có thể khiến Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và Dubai trở thành trung tâm công nghệ in 3D. Thành phố đang phấn đấu trở thành quốc gia dẫn đầu thế giới về in 3D cho xây dựng dân dụng.

Nhà in 3D có thể góp phần giải quyết cuộc khủng hoảng nhà ở trên toàn cầu.

Trong khi đó, NASA đã tổ chức một cuộc thi nhằm khuyến khích kiến trúc sư và kỹ sư khám phá các giải pháp thay thế, những khả năng xây dựng công trình có thể sinh sống được trong không gian vũ trụ. Người chiến thắng đã phát triển một nguyên mẫu in 3D cao 3m, bao gồm đá bazan có thể phân hủy và tái chế sinh học có nguồn gốc từ vật liệu tự nhiên được tìm thấy trên sao Hỏa.

Tuy nhiên, một trong những trở ngại chính trong quá trình thuộc xây dựng là chi phí vận chuyển nguyên liệu và khó khăn (có thể thấy trước) để đưa các nhóm làm việc tại chỗ lên không gian vũ trụ. In 3D bằng vật liệu bản địa và robot điều khiển bằng máy tính có thể loại bỏ những trở ngại này. NASA đang hỗ trợ một studio thiết kế loại hình nhà ở này.

Các thiết bị in 3D trên bê tông cung cấp một phương pháp nhanh chóng và kinh tế cho xây dựng dân dụng, do đó tạo ra các hình dạng ba chiều thông qua một quy trình được điều khiển bằng máy tính. Về cơ bản, một cỗ máy xử lý các lớp bê tông xây dần các bức tường của ngôi nhà. Do đó, chỉ cần một nhóm nhỏ vận hành nó từ xa thông qua máy tính bảng. Quá trình này bao gồm 3 phần: chuẩn bị dữ liệu, pha trộn và in.

Trong xây dựng dân dụng, in 3D đặc biệt hữu ích để chế tạo các cấu kiện phức tạp về mặt hình học. Theo đó, công nghệ nhà in 3D sở hữu những ưu điểm nổi trội như giảm thời gian xây dựng, tiết kiệm năng lượng, chi phí thấp hơn và giảm sản xuất dư lượng. Song, như bất kỳ sự đổi mới nào khác, vẫn còn rất nhiều việc phải làm, phải thử nghiệm trước khi ứng dụng rộng rãi.

Máy in 3D có thể được sử dụng để nhanh chóng xây dựng lại cầu, đường cao tốc và cả khu dân cư sau thiên tai, lũ lụt...

Một số người cho rằng, in 3D khó có thể thay thế các phương pháp xây nhà truyền thống. Nhưng rõ ràng, công nghệ này mang lại những giải pháp khá thiết thực. Nhiều hình dạng được tạo ra bởi in 3D mà trước đó chưa làm được. Một điều khác cần xem xét là trong trường hợp thiên tai, bất cứ khi nào có bão hoặc động đất, cơ sở hạ tầng đều bị phá hủy. Hàng nghìn người vì thế mất nhà, không có nơi sinh sống. 

Rất may, máy in 3D có thể được sử dụng để nhanh chóng xây dựng lại cầu, đường cao tốc và cả khu dân cư. Với chi phí thấp và hiệu quả cao, nhà in 3D có thể trở thành một lựa chọn thiết thực cho các dự án tái định cư, nhà chống lũ, động đất...

Sau đây là những ưu, nhược điểm của nhà in 3D:

Ưu điểm

• Biên độ sai số thấp hơn: Hầu hết công việc được thực hiện bằng phần mềm và máy móc, do đó mức độ sai số thấp hơn, ít có vấn đề phát sinh không mong muốn.

• Chi phí thấp hơn: Chi phí của ngôi nhà in 3D đầu tiên thấp hơn 20% so với các phương pháp xây dựng truyền thống. Ước tính chi phí giảm sẽ là 25% trong thời gian 5 năm và lên đến 40% trong 10-15 năm. Điều này một phần là do công nghệ ngày càng được cải tiến và rẻ hơn khi phát triển nhiều nhà hơn.

• In các bức tường nhanh hơn

• Khả năng sử dụng vật liệu sinh thái: Máy in 3D kết hợp các vật liệu đa dạng như cát, bê tông, sợi và vật liệu tái chế.

Nhược điểm

• Chỉ in tường: Máy in 3D từ trước đến nay chỉ có thể in tường. Trong khi ngôi nhà cần cả nền móng, hệ thống ống nước, cửa ra vào, cửa sổ và tất cả các thành phần khác. Máy móc mất 54 giờ để in ngôi nhà in 3D đầu tiên, nhưng phải mất 4  tháng nữa để xây dựng hoàn chỉnh.

• Vốn đầu tư ban đầu cao: Vốn đầu tư ban đầu cho thiết bị, máy móc in 3D rất tốn kém. Do đó, các công ty xây dựng theo xu hướng này cần có chiến lược trường vốn và có quyết tâm cao.

• Lao động: Việc thiếu lực lượng lao động có trình độ cũng có thể là một trở ngại của thị trường, bởi đội thợ thi công nhà in 3D có vai trò cực kỳ quan trọng đối với việc hoàn thiện dự án. Công tác hậu cần, lắp đặt và bảo trì máy in 3D đòi lỏi người lao động có tay nghề, chuyên môn nhất định.

• Chiều cao: Công nghệ nhà in 3D chưa cho phép xây dựng các tòa nhà quá cao.

Lam Giang 

>> Ngôi nhà in 3D có thể chống chịu bão và động đất

>> Nhà in 3D xây trong vòng 48 giờ, có thể tháo rời và di chuyển đến nơi khác

>> Nhà in 3D đầy đủ công năng được "xây" trong 24 giờ, chi phí chưa tới 4.000 USD

>> Nhà in 3D - công nghệ xây nhà vượt ngoài tưởng tượng