Phân tích thực trạng và thách thức phát triển công trình in 3D tại Việt Nam

MỘT SỐ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

Các kỹ sư và nhà thiết kế có thể sử dụng phần mềm CAD (Computer-Aided Design) để tạo ra mô hình thiết kế 3D của công trình, sau đó đưa vào phần mềm in 3D để sản phẩm được cắt từng lớp có độ cao khác nhau, đường dẫn in cho các lớp được chuyển đổi thành tệp mã G. 9/2023 - Dự án Wolf Ranch tại Austin, Texas, Mỹ với 100 ngôi nhà in 3D, được xây dựng bởi công ty Lennar và Icon, hợp tác với công ty kiến trúc nổi tiếng Bjarke Ingels Group (BIG) là khu nhà in 3D có quy mô lớn nhất thế giới đưa vào hoạt động Nhìn chung, các nghiên cứu trong nước chưa có nhiều về ứng công nghệ in 3D trong xây dựng. Trần Văn Miền cùng các cộng sự đã thực nghiệm để phân tích ảnh hưởng của độ dẻo hỗn hợp bê tông đến khả năng in 3D, cho thấy rào cản trong vật liệu so với xây dựng thuần tuý[14], ngoài ra còn nghiên.

Vũ Văn Linh và cộng sự đã công bố một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm về bê tông in 3D, kết quả của nghiên cứu là tạo ra cấp phối bê tông phù hợp, và có thể chế tạo từ các vật liệu có sẵn tại Việt Nam, mở ra tiềm năng lớn để đưa kết quả từ phòng thí nghiệm ra công trình thực tế[15]. Có nhiều nghiên cứu về công nghệ in 3D bê tông này, về cấu kiện và kết cấu bê tông in 3d [16], hay thiết kế vật liệu xi măng bậc 4 hướng tới phát triển bền vững[17], hay tường in 3d kết hợp polyme và bê tông[18], thể hiện sự phát triển đa hướng đa chiều về vật liệu, phương thức thi công, tuy nhiên các thí nghiệm hiện tại vẫn áp dụng quy cách đánh giá của bê tông thuần túy, không thể hiện được hết tiềm năng trong kiến trúc[9], và chưa có một công cụ đánh giá tính bền vững nào về các khía cạnh môi trường, kinh tế và xã hội dành cho công nghiện in 3D bê tông này[9], [10]. Độ bám dính được cải thiện khi có lớp hồ dầu liên kết, ngoài ra, độ ẩm của bề mặt, các yếu tốt hấp thụ nước, quá trình hydrat hóa và phụ gia sử dụng cho vữa cũng gây ảnh hưởng.

Những lợi ích về kiến trúc và mỹ quan của in 3d, có tiềm năng bảo vệ môi trường tốt hơn, kinh tế hơn tuy nhiên hiện tại vẫn bị hạn chế bởi công nghệ, thiếu các nghiêm cứu về khả năng chịu lực và độ hư hỏng, cũng như thiếu các thiết kế dặt thù cho bê tông in 3d, áp dụng mạnh các vật liệu bền vững. Công nghệ Batiprint 3dTM: tạo ra một bức tường phức hợp bằng vật liệu in 3D bằng cách sử dụng robot di động và nhiều khớp nối: hai bức tường in bằng bọt polyme được sử dụng để bao bọc bức tường thứ ba tiếp theo làm bằng bê tông.

THU THẬP DỮ LIỆU

Học viên thu thập dữ liệu bằng cách lập bảng câu hỏi khảo sát nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố, để đo lường mức độ ảnh hưởng của các nhân tố học viện sử dụng dạng thang đo Rennis Likert, một trong những hình thức đo lường các khái niệm trừu tượng được sử dụng phổ biến nhất trong nghiên cứu kinh tế xã hội. Kiểm định thang đo là kiểm tra xem các mục hỏi nào đã đóng góp vào việc đo lường một khái niệm lý thuyết mà luận văn đang đề cập và những mục hỏi nào không. Phân tích nhân tố khám phá (EFA) hướng đến việc khám phá ra cấu trúc cơ bản của một tập hợp các biến có liên quan với nhau.

Mục đích của việc phân tích nhân tố khám phá EFA là để rút gọn một tập biến quan sát thành một tập các nhân tố có ý nghĩa hơn, chứa đựng hầu hết các nội dung và thông tin của biến ban đầu. Các tham số quan trọng trong việc phân tích nhân tố khám phá EFA[28] : - Hệ số KMO: xem xét dữ liệu có phù hợp cho phân tích nhân tố. - Hệ số Communaltly (> 0.5): là lượng biến thiên của một biến giải thích chung với các biến khác được xem xét trong phân tích.

Hồi quy đa biến là một phân tích thống kê để xác định xem các biến độc lập (biến thuyết minh) quy định các biến phụ thuộc (biến được thuyết minh) như thế nào.  Giá trị Adjusted R2 (R bình phương hiệu chỉnh) và R2 (R Square) phản ánh mức độ ảnh hưởng của các biến độc lập lên biến phụ thuộc.

Xây dựng mô hình

Chi phí cho công trình ứng dụng công nghệ in 3D sẽ biến động và thay đổi liên tục do chịu ảnh hưởng của sự phát triển nhanh chống của công nghệ in 3D nói chung và công nghệ in 3D trong xây dựng nói riêng. Công nghệ cũ thì sẽ nhanh chống rớt giá và lỗi thời, luôn thức ép các doanh nghiệm phải tốn thêm chi phí cho các sản phẩm mới hoặc cần phải nâng cấp thiết bị để phù hơn so với nhu cầu. Việc xây dựng dội ngũ quản lý cần các cá nhân có khả năng thích ứng nhanh để tiếp thu và bồi dững kiến thức về công nghệ in 3D.

Các thức quản lý và vận cũng sẽ thay đổi so với xây dựng truyền thống, đồi hồi phải đưa ra tiếng độ, qui trình vận hành chuẩn xác theo phưng pháp in 3D nên dẫn đến đội ngũ quản lý phải am hiểu công nghệ in 3D. Khác với xây dựng truyền thống, đòi hỏi nhân lực phải có chất lượng tốt cả trong nhiều lĩnh vực như cơ khí, máy móc và công nghệ. Việc thay đổi này giúp giảm số lượng nhân lực dẫn đến sự đào thải các cá nhân không đạt yêu cầu.

Ngoài ra, công trình thi công sẽ có cảnh quan rất khác so với xây dựng truyền thống, các kiến trúc phức tạp hơn, đặc biệt hơn.

Mô hình hồi quy

Theo kết quả của mô hình, ta nhận thấy hệ số phóng đại phương sai VIF của các biến độc lập nhỏ hơn 3, do đo không có hiện tượng đa cộng tuyến xảy ra làm ảnh hưởng kết quả giải thích của mô hình [11]. Như vậy ở mức 5% ba biến độc lập này có quan hệ nhân quả với biến phụ thuộc là không sẵn lòng áp dụng công nghệ in 3D. - Nhóm các nhân tố ảnh hưởng về về công nghệ ảnh hưởng cùng chiều tích cực đối với ứng dụng công nghệ 3D trong xây dựng (β=0.602).

Điều này có nghĩa là khi các yếu tố khác không thay đổi, nếu gia tăng yếu tố DL2 lên 1 lần thì rào cản ứng dụng công nghệ 3D trong xây dựng sẽ tăng lên 0.602 lần. Sự phát triển của công nghệ in 3D đã dẫn đến sự ra đời của các máy in 3D xây dựng có kích thước lớn hơn, công suất mạnh mẽ hơn, và khả năng in các cấu trúc phức tạp hơn. Điều này đã mở ra nhiều khả năng ứng dụng mới cho công nghệ in 3D trong xây dựng, chẳng hạn như in các tòa nhà cao tầng, in các cấu trúc công trình dân dụng,.

Sự phát triển của vật liệu in 3D cũng có ảnh hưởng lớn đến ứng dụng của công nghệ in 3D trong xây dựng. Sự phát triển của công nghệ thiết kế cũng có ảnh hưởng đến ứng dụng của công nghệ in 3D trong xây dựng. Các phần mềm thiết kế 3D mới, có khả năng mô phỏng chính xác hơn, đang được phát triển, giúp các nhà thiết kế tạo ra các cấu trúc in 3D xây dựng có độ chính xác cao hơn, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của công trình.

Với công nghệ in 3D, các cấu trúc xây dựng có thể được in sẵn tại nhà máy, sau đó vận chuyển đến công trường và lắp đặt. Điều này có nghĩa rằng khi các yếu tố khác không đổi, nếu gia tăng yếu tố DL1 lên 1 lần thì rào cản ứng dụng công nghệ in 3D sẽ tăng lên 0.231 lần. Chi phí của công nghệ in 3D xây dựng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm; Cấu trúc lớn và phức tạp có chi phí cao hơn cấu trúc nhỏ và đơn giản, In nhanh hơn sẽ có chi phí cao hơn, Thi công ở địa điểm xa xôi, khó khăn sẽ có chi phí cao hơn.

- Nhóm các nhân tố ảnh hưởng về thiết kế ảnh hưởng cùng chiều tích cực đối với ứng dụng công nghệ 3D trong xây dựng (β=0.126). Điều này có nghĩa là khi các yếu tố khác không thay đổi, nếu gia tăng yếu tố DL2 lên 1 lần thì rào cản ứng dụng công nghệ 3D trong xây dựng sẽ tăng lên 0.126 lần.  Loại vật liệu: Mỗi loại vật liệu in 3D có những đặc tính riêng, cần được xem xét khi thiết kế cấu trúc.