Tính tới tháng 2/2019, danh hiệu cây cầu in 3D lớn nhất thế giới đang thuộc về một công trình mới ở Thượng Hải – dài 26,3m rộng 2,6m, thiết kế dựa theo cầu Triệu Châu, cây cầu vòm bằng đá cổ nhất Trung Quốc được xây dựng vào năm 605 sau Công nguyên.
Cây cầu in 3D dựa theo thiết kế cổ đại
Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Từ Vĩ Quốc (Xu Weiguo) tại Đại học Thanh Hoa (Tshinghua University) đã tốn 450 giờ (khoảng 18 ngày) để in 3D cầu bê tông mới. Chi phí để xây dựng cây cầu cũng chỉ bằng 2/3 cây cầu bình thường nhờ vào việc cắt giảm tiền nguyên vật liệu và kỹ thuật xây dựng.
Trước khi cây cầu được xây dựng, nhóm nghiên cứu đã làm mô hình vật lý với tỷ lệ 1:4 nhằm kiểm tra độ chắc chắn và các lỗi cấu trúc nếu có. Sau khi thử nghiệm thành công, nhóm nghiên cứu đã quyết định tiến hành bước tiếp theo.
Cây cầu đi bộ này được cấu tạo từ 44 khối bê tông in 3D, mỗi khối có kích thước khoảng 0,9 x 0,9 x 1,5m. Hai bên cầu lấy ý tưởng từ cây cầu Triệu Châu cổ đại, được làm từ 68 miếng bê tông do các cánh tay robot in 3D đặt vào vị trí. Công cụ in của cánh tay robot này giúp tránh việc ép đùn và sụp đổ trong quá trình xếp chồng các lớp vật liệu.
Được trang bị hệ thống giám sát theo thời gian thực, công trình này có thể đo được áp lực lên cầu với độ chính xác cao. Theo thông cáo từ trường Đại học Thanh Hoa, nhu cầu lao động trong các dự án xây dựng sẽ ngày càng thiếu hụt trong tương lai. Do vậy, nếu Trung Quốc không thể tìm được nhân công để xây cầu, thì “xây dựng thông minh” có thể được xem là một phương án hữu hiệu.
Thông cáo nêu trên cũng chỉ ra rằng vẫn còn nhiều vướng mắc cần phải giải quyết trong quá trình xây dựng in bê tông 3D. Hiện nay có nhiều công ty đầu tư vào công nghệ này nhưng nó chưa xuất hiện nhiều trong xây dựng thực tế.
Truyền thông Trung Quốc cho biết cây cầy in 3D mới này có độ bền dự tính khoảng 30 năm.
Trong 1.300 năm qua, kể từ khi cầu Triệu Châu cổ đại được xây dựng, nó đã hứng chịu 10 trận lụt, 8 cuộc chiến tranh, và vô số trận động đất mà vẫn không hề suy suyển. Do đó, để công tâm so sánh hiệu quả của 2 phương pháp xây dựng, chúng ta vẫn cần thời gian thì mới biết được.
Khởi đầu của công nghệ in 3D trong xây dựng
Trên thực tế, đã có những dự án kiến trúc in 3D khác trong vài năm qua, và công nghệ này đang trở nên phổ biến hơn. Có thể kể đến một số dự án như: Viện công nghệ Massachusetts (MIT) của Hoa Kỳ xây dựng ngôi nhà mẫu chỉ trong 14 giờ; Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ dựng doanh trại in 3D với thời gian 40 giờ.
Nếu thực sự có những ngôi nhà trên sao Hỏa, thì có lẽ chúng cũng sẽ được in 3D do robot tiến hành.
Cầu bê tông in 3D đầu tiên trên thế giới được khánh thành tại Hà Lan vào tháng 10/2017, do trường Đại học Công nghệ Eindhoven chế tạo. Nó chỉ dài xấp xỉ 8m, gồm khoảng 800 lớp bê tông và được thiết kế dành cho người đi xe đạp. Sau cầu in 3D tại Thượng Hải này, các nhà chức trách Trung Quốc đang lên kế hoạch xây dựng chiếc cầu in 3D khác bắt qua sông Tô Châu trong tương lai.
Video về cây cầu in 3D ở Thượng Hải:
Theo Popular Mechanics
Phan Anh
