bài tập lớn môn năng lực số ứng dụng đề tài ứng dụng của công nghệ in 3d trong lĩnh vực xây dựng

CHƯƠNG 2: NH NG KHÓ KHĂN TRONG NGÀNH XÂY D NGỮỰ2.1.

H C VI N NGÂN HÀNGỌỆKHOA QU N TR KINH DOANHẢỊ

-BÀI T P L NẬỚMÔN NĂNG L C S NG D NGỰỐ ỨỤ

HÀ N I – 12/2023Ộ

4Tr n Th Phầịương Th oả26A4031909

100%

M C L CỤỤ

L I M Đ UỜỞ Ầ _5CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁI CHUNG V CÔNG NGH IN 3DỀỆ 61.1 Gi i thi u chung v công ngh in 3Dớệềệ _6

1.1.1 In 3D là gì? 1.1.2 Ngu n g c công ngh in 3Dồ ố ệ 1.1.3 Nguyên lí ho t đ ngạ ộ _1.1.4 Các loa công ngh in 3Dị ệ _1.1.5 u đi m và h n ch c a công ngh in 3DƯ ể ạ ế ủ ệ 1.2 Công nghệ in 3D trong xây dựng 8

CHƯƠNG 2: NH NG KHÓ KHĂN TRONG NGÀNH XÂY D NGỮỰ _92.1 Chi phí nguyên, v t li u ngày càng tăngậ ệ 9

2.2 Ti n đ thi công còn ch m trếộậễ 92.3 Tai n n lao đ ngạộ _10

2.4 Vấn đề ô nhiễm môi trường 10

CHƯƠNG 3: CÔNG NGH IN 3D GI I QUY T NH NG KHÓ KHĂN TRONG XÂY D NG NH TH NÀO?ỆẢẾỮỰƯẾ _113.1 Ti t ki m chi phíếệ _11

3.2 Ti n đ thi công vếộượ ậ _11t b c3.3 Gi m t l tai n n lao đ ngảỉ ệạộ 123.4 Gi m thi u ch t th iảểấả 12

3.5 Giúp thực hiện những công trình mơ ước 12

CHƯƠNG 4: TH C TR NG CÔNG NGH IN 3D VÀ GI I PHÁP PHÁT TRI N CÔNG NGH IN 3D TRONG NGÀNH XÂY ỰẠỆẢỂỆD NGỰ 13

4.1 Thực trạng công nghệ in 3D _134.2 Giải pháp phát triển công nghệ in 3D _14

CHƯƠNG 5: XU HƯỚNG VÀ TI M NĂNG PHÁT TRI N C A CÔNG NGH IN 3D TRONG XÂY D NGỀỂỦỆỰ 145.1 Công ngh in 3D Vi t Namệở ệ _14

5.2 Công ngh in 3D trên th gi iệế ớ 15K T LU N ẾẬ17

TÀI LI U THAM KH O ỆẢ18

L I M Đ UỜỞ Ầ

M t s n ph m đ c ch t o b ng các ph ng pháp s n xu t truy n th ng thì m t

chi phí chi tr cho vi c s n xu t ả ệ ả ấ cũng không ph i là m t đi u d dàngả ộ ề ễ Đ gi i quy t có nh ng v n đ đó thìể ả ế ữ ấ ềcông ngh in 3D ra đ iệ ờ và đã tr thành xu hở ướ ng công ngh quan tr ng trên th gi i và là m t trong nh ngệ ọ ế ớ ộ ữcông ngh ch ch t c a cu c Cách m ng công nghi p l n th t Hi n nay, các ng d ng c a công ngh inệ ủ ố ủ ộ ạ ệ ầ ứ ư ệ ứ ụ ủ ệ3D đang ngày càng phát tri n r ng rãi, nó thâm nh p sâu t các lĩnh v c công nghi p vĩ mô nh hàng không,ể ộ ậ ừ ự ệ ưvũ tr đ n các ngành c b n nh y t , giáo d c, xây d ng, ki n trúc, ngh thu t và th i trang ụ ế ơ ả ư ế ụ ự ế ệ ậ ờ Đ có th tìmể ểhi u sâu h n nh ng lể ơ ữ ợi ích mà công ngh in 3D mang l i cũng nh nh ng đ nh hệ ạ ư ữ ị ướ ng phát tri n công nghể ệin 3D trong tương lai nhóm chúng em đã nghiên c u và đ a ra đ tài “ ng d ng công ngh in 3D trong ngànhứ ư ề Ứ ụ ệxây d ng” ự

PH N N I DUNGẦỘCHƯƠNG 1: KHÁI QUÁI CHUNG V CÔNG NGH IN 3DỀỆ 1.1 Gi i thi u chung v công ngh in 3Dớệềệ

+ H th ng s n xu t đ p d n sẽ t ch t o v t th theo t ng l p m t cho đ n khi v t th c n s n xu t đ c

Hi n nay có r t nhi u lo i công ngh in 3D khác nhau trong đó có 3 lo i ph bi n nh t là:ệ ấ ề ạ ệ ạ ổ ế ấ

+ Công ngh “T o hình nh tia laser” (SLA): Đây là công ngh in 3D đ u tiên trên th gi i và cũng là côngệ ạ ờ ệ ầ ế ớngh in chu n xác nh t Công ngh in này dùng tia laser/UV ho c m t ngu n năng l ng m nh t ng đ ng

đ làm c ng t ng l p v t li u in ch y u là nh a l ng V i kh năng t o m u nhanh v i các mô hình có đ

và hoá r n khi ti p xúc v i nhau t o thành v t th ắ ế ớ ạ ậ ể

+ Công ngh “Mô hình hóa b ng phệ ằ ươ ng pháp nóng ch y l ng đ ng” (FDM): V i giá thành và v t li u in 3Dả ắ ọ ớ ậ ệr , FDM hi n đang là công ngh in đ c s d ng r ng rãi nh t hi n nay Công ngh FDM ho t đ ng b ng

So v i các phớ ươ ng pháp truy n th ng, công ngh in 3D có nhi u u đi m n i b t h n.ề ố ệ ề ư ể ổ ậ ơ

Th nh tứ ấ là v t c đ t o m u nhanh, v i quy trình s n xu t truy n th ng, có th m t vài tu n ho c vàiề ố ộ ạ ẫ ớ ả ấ ề ố ể ấ ầ ặtháng t o ra m t s n ph m hoàn thi n nh ng v i in 3D trong vòng 3-72 gi tùy thu c vào kích thạ ộ ả ẩ ệ ư ớ ờ ộ ướ c và độph c t p c a s n ph m Đi u này cho phép các nhà thi t k và kỹ s phát tri n ý t ng nhanh h n và giúp

các công ty đ a s n ph m ra th trư ả ẩ ị ườ ng nhanh h n ơ

Th haiứ là d dàng tùy ch nh, v i in 3D, ch c n thay đ i thi t k kỹ thu t s đ đi u ch nh t ng s n ph mễ ỉ ớ ỉ ầ ổ ế ế ậ ố ể ề ỉ ừ ả ẩcho phù h p v i khách hàng mà không ph i tr thêm chi phí d ng c S chuy n đ i này l n đ u tiên b tợ ớ ả ả ụ ụ ự ể ổ ầ ầ ắđ u có đ c ch đ ng trong các ngành nh y h c và nha khoa, s n ph m tiêu dùng

Th baứ là t do thi t k , in 3D có th t o ra các hình d ng và b ph n ph c t p mà sẽ t n kém ho c th m chíự ế ế ể ạ ạ ộ ậ ứ ạ ố ặ ậkhông th s n xu t b ng các phể ả ấ ằ ươ ng pháp s n xu t truy n th ng Đi u này mang đ n c h i h p nh t cácả ấ ề ố ề ế ơ ộ ợ ấc m l p ráp thành ít b ph n riêng l h n đ gi m tr ng l ng, gi m th i gian l p ráp, m ra nh ng kh

năng m i cho thi t k và kỹ thu t.ớ ế ế ậ

Bên c nh nh ng u đi m tuy t v i mang l i, công ngh in 3D có m t s h n ch :ạ ữ ư ể ệ ờ ạ ệ ộ ố ạ ế

+ Đ b n th p h n so v i s n xu t truy n th ng v i m t s v t li u: Công ngh in 3D đ m b o thànhộ ề ấ ơ ớ ả ấ ề ố ớ ộ ố ậ ệ ệ ả ảph m có đ b n cao v i các s n ph m kim lo i Tuy nhiên, v i m t s ch t li u khác công ngh 3D l i chi n

+ Gi i h n v đ chính xác: Tùy thu c vào t ng máy in và quy trình in đớ ạ ề ộ ộ ừ ượ c áp d ng sẽ quy t đ nh đ n đụ ế ị ế ộchính xác Các b ph n in 3D đ u sẽ có đ sai sót nh t đ nh và không ph i lúc nào cũng chính xác Tuy nhiên,ộ ậ ề ộ ấ ị ảcác v n đ đó đ u có th kh c ph c b ng x lý h u kỳ ấ ề ề ể ắ ụ ằ ử ậ

1.2 Công ngh in 3D trong xây d ngệự

Công ngh in 3D đệ ượ ứ c ng d ng r ng rãi trong các ngành công nghi p, giúp các doanh nghi p chuy n đ iụ ộ ệ ệ ể ổcác sáng ki n, ý tế ưở ng thành nh ng s n ph m th c t m t cách nhanh chóng và hi u qu T ch ch y uữ ả ẩ ự ế ộ ệ ả ừ ỗ ủ ếng d ng trong nghiên c u, đ n nay công ngh in 3D đã có m t khá nhi u lĩnh v c nh y khoa, ki n trúc,

CHƯƠNG 2: NH NG KHÓ KHĂN TRONG NGÀNH XÂY D NGỮỰ2.1 Chi phí nguyên, v t li u ngày càng tăngậ ệ

Th i đi m hi n t i, các doanh nghi p, nhà th u xây d ng đang ph i v t l n v i giá nguyên li u xây d ngờ ể ệ ạ ệ ầ ự ả ậ ộ ớ ệ ựtăng cao, nh t là giá thép Áp l c tăng giá và vi c làm cho công nhân xây d ng khi n cho doanh nghi p r i vàoấ ự ệ ự ế ệ ơhoàn c nh khó khăn, th m chí là bù l V t li u xây d ng liên t c tăng giá đã tác đ ng tiêu c c đ n các ho tả ậ ỗ ậ ệ ự ụ ộ ự ế ạđ ng đ u t xây d ng cũng nh vi c th c hi n các h p đ ng xây d ng, nh t là các h p đ ng theo đ n giá c

đ nh, h p đ ng tr n gói Đi u này x y ra tình tr ng t i 1 s gói th u, d án có hi n t ng nhà th u thi công

c m ch ng, các nhà th u ko ch gi m l i nhu n và còn đ ng tr c nguy c thua l

giá v t li u tăng cao mà giá cậ ệ ướ c v n chuy n cũng theo đó tăng ậ ể liên t c ụ so T t c nh ng đi u này khi nấ ả ữ ề ếdoanh nghi p xây d ng tr nên khó khăn h n bao gi h t.ệ ự ở ơ ờ ế

Ngành s n xu t nh a g p khó khăn khi giá nguyên li u nh a đ u vào tăng caoả ấ ự ặ ệ ự ầ

án xây d ng ph c t p và đự ứ ạ ượ ấc ch p nh n b i nh ng các bên liên quan, d a vào nh ng nhậ ở ữ ự ữ ượ ểc đi m c a cácủkỹ thu t đ gi i quy t tri t đ các v n đ ch mậ ể ả ế ệ ể ấ ề ậti n đ ế ộ

đ ng, không s d ng ph ng ti n b o v cá nhân và thi t b an toàn đ c trang b Tai n n lao đ ng tr c

ti p làm nh h ng đ n s c kh e, tính m ng c a ng i lao đ ng, làm cho ng i lao đ ng m t s c lao

đ ng, ho c có th m t tính m ng c a mình trong quá trình làm vi c không an toàn, t đ y nh h ng

2.4 V n đ ô nhi m môi trấềễường

M i d án xây d ng đ u có nh hỗ ự ự ề ả ưở ng và tác đ ng tr c ti p t i môi trộ ự ế ớ ườ ng xung quanh, bao g m: khôngồkhí, ti ng n, ngu n nế ồ ồ ướ c Nhìn vào th c tr ng các công trình xây d ng nh ng năm g n đây, tình tr ng ôự ạ ự ữ ầ ạnhi m môi trễ ườ ng do các công trình xây d ng không còn là đi u gì quá m i m ự ề ớ ẻ Khói b i t nh ng ho t đ ngụ ừ ữ ạ ộphá d công trình, t p k t v t li u gây ra tình tr ng ô nhi m không khí Lỡ ậ ế ậ ệ ạ ễ ượ ng khí th i đ u s n sinh t cácả ề ả ừho t đ ng s n xu t s t, thép và xi măng Nhìn bên ngoài, xi măng có th ch trông gi ng nh m t kh i xám

bi n pháp x lý phù h p cũng sẽ có nguy c gây ôệ ử ợ ơnhi m m ch nễ ạ ướ c ng m, ô nhi m môi trầ ễ ườ ng khôngkhí Nh ng v t li u xây d ng khác nh s n, keo, c quy,ữ ậ ệ ự ư ơ ắpin, dung môi… là các ch t th i có nguy c gây h i cao.ấ ả ơ ạN u th i b không đúng quy đ nh sẽ gây ô nhi m

- Th i gian thi công đờ ượ c rút ng n, nhân công gi m nh s tr giúp c a máy in 3D, t đó các doanh nghi p cóắ ả ờ ự ợ ủ ừ ệth ti t ki m m t kho n chi phí l n.ể ế ệ ộ ả ớ

- Máy in 3D có th in ngay t i ch ho c g n công trình xây d ng T đó, giúp gi m chi phí v n chuy n và l uể ạ ỗ ặ ầ ự ừ ả ậ ể ưtr ữ

- V i nh ng v t li u còn th a l i sau quá trình xây d ng, thay vì th i ra môi tr ng, chúng có th đ c tái s

d ng ho c tái ch s d ng cho l n in sau v a gi m m c rác th i t i thi u giúp b o v môi tr ng v a ti t

ki m chi phí v t li u xây d ng ệ ậ ệ ự

3.2 Ti n đ thi công vếộượ ậ t b c

Trong m i công trình xây d ng thì ti n đ thi công có vai trò quan tr ng t i ch t lỗ ự ế ộ ọ ớ ấ ượ ng và hi u qu côngệ ảtrình sau khi hoàn thành Ti n đ thi công có th b ch m tr b i nhi u y u t nh con ngế ộ ể ị ậ ễ ở ề ế ố ư ườ ấ ượi, ch t l ng vàquy đ nh c a t ng công trình xây d ng Nh ng nh vào cu c phát tri n công ngh 4.0 và s xu t hi n c aị ủ ừ ự ư ờ ộ ể ệ ự ấ ệ ủcông ngh in 3D, các doanh nghi p đã ti t ki m đệ ệ ế ệ ượ c th i gian g p nhi u l n so v i phờ ấ ề ầ ớ ươ ng pháp thi côngtruy n th ng ề ố

M t ví d đi n hình là công ty d án 14Trees liên doanh gi a gã kh ng l xi măng và bê tông Holcim và H iộ ụ ể ự ữ ổ ồ ộĐ u t qu c t Anh Qu c v i n l c thúc đ y cung c p nhà giá r Châu Phi T tháng 10 năm 2022 đ n

d ng có th gây ô nhi m dự ể ễ ướ ề ặi b m t hi n có.ệ Nh ng, nh tính ch t ch s d ng v t li u c n thi t và khư ờ ấ ỉ ử ụ ậ ệ ầ ế ảnăng tái s d ng, tái ch nh ng v t li u th a thãi ch có ử ụ ế ữ ậ ệ ừ ỉ ở

in 3D giúp h n ch ô nhi m môi trạ ế ễ ườ ng m t cách t i đa cộ ố ảv không khí, ngu n nề ồ ướ c, đ t và ti ng n.ấ ế ồ

Ví d : D án Eggshell - dùng v tr ng k t h p v i ch tụ ự ỏ ứ ế ợ ớ ấk t dính sinh h c t o nên h n h p đông đ c không c n

Khi nhi u b n thi t k c aề ả ế ế ủcác ki n trúc s mãi n mế ư ằtrên bàn vì phương pháptruy n th ng không thề ố ểth c hi n đự ệ ượ c, in 3D làm t gi i pháp h u hi u.ộ ả ữ ệCông ngh in 3D t o raệ ạnh ng s n ph m có đữ ả ẩ ộchính xác cao và chi ti t,ế

đáp ng yêu c u th c hi n các công trình đ c đáo và ph c t p ứ ầ ự ệ ộ ứ ạ

Đi u đó cho phép các ki n trúc s , các nhà thi t k có th đ c trí t ng t ng, s sáng t o bay cao, bay xa.

S linh ho t trong ki n trúc t o nên nhi u công trình đ c s c, đ c đáo thu hút s chú ý t khách hàng và

công chúng

CHƯƠNG 4: TH C TR NG CÔNG NGH IN 3D VÀ GI I PHÁP PHÁT TRI N CÔNG NGH IN 3D TRONG ỰẠỆẢỂỆNGÀNH XÂY D NGỰ

- Các nhà nghiên c u đang khám phá vi c s d ng các v t li u khác nhau phù h p cho in 3D, bao g m bêứ ệ ử ụ ậ ệ ợ ồtông, h p kimợ , kim lo i và v t li u composite S đa d ng hóa này m r ng ph m vi ng d ng xây d ng ti mạ ậ ệ ự ạ ở ộ ạ ứ ụ ự ềnăng.

- Các c quan qu n lý đang thích ng v i s xu t hi n c a in 3D trong xây d ng, thi t l p các hơ ả ứ ớ ự ấ ệ ủ ự ế ậ ướ ẫng d n vàtiêu chu n đ đ m b o an toàn và tuân th Ti n b này m đẩ ể ả ả ủ ế ộ ở ườ ng cho vi c áp d ng r ng rãi h n công nghệ ụ ộ ơ ệin 3D.

Tuy nhiên, v n còn m t s th c tr ng c n đẫ ộ ố ự ạ ầ ượ c kh c ph c nh :ắ ụ ư

- In 3D trong xây d ng hi n b gi i h n m t ph m vi v t li u tự ệ ị ớ ạ ở ộ ạ ậ ệ ươ ống đ i nh , bao g m bê tông, nh a và v tỏ ồ ự ậli u t ng h p Đi u này h n ch các lo i c u trúc b n có th in, cũng nh đ b n và tu i th c a chúng.ệ ổ ợ ề ạ ế ạ ấ ạ ể ư ộ ề ổ ọ ủ

- M c dù m t s c u trúc l n có th in đặ ộ ố ấ ớ ể ượ c nh ng kích thư ướ ủc c a máy in thườ ớng gi i h n kích thạ ướ ủ c c athành ph m Đi u này làm cho vi c in các d án quy mô l n tr nên khó khăn và t n th i gian.ẩ ề ệ ự ớ ở ố ờ

- Đ m b o ch t lả ả ấ ượ ủng c a các c u trúc in 3D có th là m t thách th c, đ c bi t vì không có tiêu chu n ho cấ ể ộ ứ ặ ệ ẩ ặquy t c ngành nào đắ ượ c thi t l p cho vi c xây d ng b ng in 3D.ế ậ ệ ự ằ

- Chi phí cho công ngh và v t li u in 3D có th caoệ ậ ệ ể so v i các phớ ươ ng pháp xây d ng truy n th ng.ự ề ố- In 3D đòi h i m t b ỏ ộ ộph n ậ kỹ năng và ki n ế th c chuyên mônứ nh ng đi u nàyư ề ch a đư ượ c ph bi n r ng rãiổ ế ộtrong ngành xây d ngự vì không có nhi u công nhân có trình đ có th v n hành và b o trì máy in 3D trongề ộ ể ậ ảmôi trường xây d ngự

4.2 Gi i pháp phát tri n công ngh in 3Dảểệ

Đ phát huy t i đa ti m năng c a công ngh in 3D trong xây d ngể ố ề ủ ệ ự trong hi n t i và tệ ạ ươ ng lai ta c n: ầ

- Xây d ng nh ng chính sách khuy n khích các doanh nghi p và các c s nghiên c u phát tri n ng d ngự ữ ế ệ ơ ở ứ ể ứ ụcông ngh in 3D, h tr các doanh nghi p chuy n giao công ngh ệ ỗ ợ ệ ể ệ

- Nghiên c u và phát tri n các v t li u in 3D có đ b n, đ ch u l c cao và thân thi n v i môi trứ ể ậ ệ ộ ề ộ ị ự ệ ớ ườ ng V t li uậ ệin 3D hi n nay ch y u là bê tông Bê tông là m t v t li u có đ b n và ch u l c cao, nh ng l i có nhệ ủ ế ộ ậ ệ ộ ề ị ự ư ạ ượ cđi m là n ng và d b n t Vi c nghiên c u và phát tri n các v t li u in 3D m i có đ b n, đ ch u l c cao và

nh h n sẽ giúp nâng cao hi u qu và ch t lẹ ơ ệ ả ấ ượ ng c a các công trình in 3D.ủ

- T o l p các tiêu chu n và quy đ nh v an toàn, ch t l ng cho các công trình in 3D Hi n nay, v n ch a có

các tiêu chu n và quy đ nh c th v an toàn, ch t lẩ ị ụ ể ề ấ ượ ng cho các công trình in 3D Đi u này khi n cho cácề ếnhà đ u t và ngầ ư ườ i dân còn e ng i khi áp d ng công ngh này Vi c xây d ng các tiêu chu n và quy đ nh cạ ụ ệ ệ ự ẩ ị ụth sẽ giúp đ m b o an toàn và ch t l ng cho các công trình in 3D, t đó thúc đ y s phát tri n c a công

ngh này.ệ

- Tăng cườ ng đào t o và phát tri n ngu n nhân l c cho công ngh in 3D trong xây d ng Hi n nay, ngu nạ ể ồ ự ệ ự ệ ồnhân l c cho công ngh in 3D trong xây d ng v n còn h n ch Đi u này khi n cho vi c ng d ng công nghự ệ ự ẫ ạ ế ề ế ệ ứ ụ ệnày g p nhi u khó khăn Vi c tăng cặ ề ệ ườ ng đào t o và phát tri n ngu n nhân l c sẽ giúp đáp ng nhu c uạ ể ồ ự ứ ầnhân l c cho công ngh này, t đó thúc đ y s phát tri n c a công ngh ự ệ ừ ẩ ự ể ủ ệ

CHƯƠNG 5: XU HƯỚNG VÀ TI M NĂNG PHÁT TRI N C A CÔNG NGH IN 3D TRONG XÂY D NỀỂỦỆỰ G5.1 Công ngh in 3D Vi t Namệở ệ

Dù v n còn nh ng thách th c và h n ch , tri n v ng c a in 3D trong lĩnh v c xây d ng v n là m t khíaẫ ữ ứ ạ ế ể ọ ủ ự ự ẫ ộc nh đ y hy v ng S k t h p gi a sáng t o và kh năng v t qua khó khăn có th giúp công ngh in 3D tr

- Có ti m năng nhanh chóng xây d ng các n i trú n và nhà kh n c p nh ng khu v c b thiên tai và vùngề ự ơ ẩ ở ẩ ấ ở ữ ự ịsâu vùng xa, n i các phơ ươ ng pháp xây d ng truy n th ng có th không th c t ự ề ố ể ự ế