Năm 2014, công ty Winsun Trung Quốc đã cho xây dựng chuỗi 10 ngôi nhà đơn giản sử dụng kỹ thuật in này chỉ trong vòng 1 ngày với diện tích khoảng 195 m2 và giá thành 4800 US trên một căn. Winsun đã sử dụng một máy in 3D cỡ lớn, 15 x 10 x 6.6m để in các cấu kiện riêng lẻ sau đó vận chuyển và lắp ghép ngồi cơng trường.
Năm 2015, Winsun cho xây dựng một ngơi nhà 5 tầng với diện tích 1100 m2 áp dụng công nghệ thi công lai ghép kết hợp. Các kết cấu chịu lực nén theo phương đứng được in bằng công nghệ in bê tông 3D trong khi sàn được đổ toàn khối theo phương pháp truyền thống. Đây cũng là tòa nhà cao nhất được xây dựng bằng công nghệ in 3D. Mực in được sử dụng cho cơng trình bao gồm rác thải xây dựng, xi măng, chất kết dính làm khơ bê tơng trong vòng 24h, thép kết cấu ở dạng sợi hoặc các thớ sợi polymer.
Năm 2016, Winsun tiếp tục cho xây dựng một tòa nhà văn phòng tại Dubai, UAE rộng 250 m2 sử dụng một máy in 3D có kích thước 36.6 x 12.2 x 6.1 là một cánh tay robot (hình 23c)
Hình 23. Dự án áp dụng cơng nghệ in 3D bởi Winsun
Tháng 9 năm 2016, công ty Apis Core Nga đã xây dựng ngơi nhà đầu tiên hồn tồn bằng công nghệ in 3D sử dụng một máy in di động (hình 24). Ngơi nhà rộng 38 m2 được in trực tiếp ngồi hiện trường chỉ trong vịng 24h với tổng chi phí là 10134 US.
Tại Thái Lan, nhóm nghiên cứu giữa Super Studio và Siam Cement Group đã hợp tác cùng nhau và cho xây dựng một kết cấu gian trưng bày “Y-Box Palivilion, 21st centrury cave” (hình 24) cao 3m sử dụng một máy in 3D Bigdelta Wasp cao 4m. Các cấu kiện được in
ở nhà xưởng sau đó vận chuyển đến và lắp ghép. Chi phí cho kết cấu này là xấp sỉ 28000 US.
Hình 24. Máy in di động (b), ngơi nhà sau khi
hoàn thành (a) và nội thất trong nhà (c)
Hình 25. Kết cấu gian hàng Y-Box
Palivilion, 21st centrury cave
Kỹ thuật D – Shape được nghiên cứu và phát triển bởi Enrico Dini sử dụng kỹ thuật BJ để lắng đọng chất kết dính trên đệm cát kích thước lớn. Cát và xi măng Magnesium oxychloride là vật liệu bột và chất kết dính được Enrico sử dụng. Năm 2008, Shiro Studio và D – Shape đã kết hợp với nhau để tiến hành in kết cấu Radiolaria, với kích thước 3 x 3 x 3 m (hình 12a). Mục đích của Radiolaria là để chứng minh khả năng thi cơng hình dạng phức tạp của D – Shape. Tuy nhiên, kỹ thuật này rất dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết và khó để ứng dụng thi cơng. Năm 2010, D – Shape tiếp tục in ngơi nhà Ferreri với kích thước 2.4 x 4.0m. q trình in ngơi nhà diễn ra trong vòng 3 tuần.
Kỹ thuật EO được phát triển ở Mỹ sử dụng kỹ thuật in trên nền bột sử dụng chất kết dính là xi măng composite độc quyền. EO đã được sử dụng để in một bông hoa Bloom Bông hoa cao 2.74m đứng tự do với kích thước ở chân là 3.66m được xếp từ 840 khối in 3D tùy biến. Một ứng dụng khác của kỹ thuật này là sản xuất ngôi nhà Shed. Ngôi nhà là một nguyên bản in 3D điển hình được thi cơng bởi Picoroco Blocks TM. Các bức tường được in từ cát có kích thước 0.3 x 0.3 x 0.3 m. Hình 26. Một số ứng dụng sử dụng kỹ thuật D – Shape Hình 27. Một số ứng dụng sử dụng kỹ thuật EO
Tài liệu tham khảo
1. Lê Kiều, Nguyễn Duy Ngụ, Nguyễn Đình Thám: Cơng tác đất và thi cơng. Bêtơng tồn
khối, Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, 2005
2. Đỗ Đình Đức, Lê Kiều. Giáo trình Kỹ thuật thi cơng (Tập 1). NXB Xây dựng, Hà Nội
2010.
3. Nguyễn Viết Trung (2002), Công nghệ bê tông tự đầm và khả năng áp dụng áp dụng trong
xây dựng cầu dây xiên, Báo cáo đề tài KHCN, Trường Đại học giao thông vận tải.
4. Hồng Phó Un, Nguyễn Quang Bình (2007), Báo cáo tổng kết đề tài: Nghiên cứu ứng
dụng cơng nghệ bê tơng tự lèn vào cơng trình Thủy lợi, ĐH Thủy lợi.
5. Chris I.Goodier (2003), Proceedings of the institution of Civil engineers Structures & Buildings 156, Development of self - compacting concrete, Loughborough University Institutional Repository, ICE Publishing
6. Hồ Ngọc Khoa (2015) Ảnh hường của thời gian lưu giữ đến tính cơng tác BTTL, Tạp chí
Xây dựng – BXD, số 1-2015, Hà Nội.
7. Nguyễn Văn Chánh (2009), Bê tông tự lèn sản xuất kiểm nghiệm và thi cơng, Tạp chí phát triển KH&CN, số 12/18, ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh.
8. Trương Đình Quân (2012), Nghiên cứu công nghệ bê tông cường độ cao theo phương pháp tự chèn cho các cơng trình thủy lợi, thủy điện, Luận văn thạc sỹ, ĐH Đà Nẵng.
9. Ouchi, Nakamura, Osterson, Hallberg, and Lwin (2003); Appications of Self Compacting
Concrete in Japan, Europe and the US, International Symposium on High Performance Computing 2003.
10. Ultra High perfomance concrete : properties and applications S.P.Shah – 2005
11. Yi Wei Daniel Tay, Biranchi Panda, Suvash Chandra Paul, Nisar Ahamed Noor Mohamed, Ming Jen Tan & Kah Fai Leong (2017), “3D printing trends in building and construction industry: a review”, Virtual and Physial Prototyping
12. Behzad Nematollahi, Ming Xia and Jay Sanjayan (2017), “Current Progress of 3D Concrete Printing Technologies”. 34th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC)
13. Freek Bos, Rob Wolfs, Zeeshan Ahmed and Theo Salet (2016), “Additive manufacturing of concrete in construction: potentials and challenges of 3D concrete printing”, Virtual and Physial Prototyping, VOL. 11, 3, 209–225.
14. Meliá, J.L.,et al. (2008), “Safety climate responses and the perceived risk of accidents in the construction industry”. Safety Science, 46 (6), 949–958.
15. Safe Work Australia (2015), “Work-related injuries and fatalities in construction” Australia, 2003 to 2013. ISBN: 978-1-76028-236-3.
16. Yan H., Shen Q., Fan L.C., Wang Y. and Zhang, L (2010), “Greenhouse gas emissions in building construction: A case study of One Peking in Hong Kong”. Building and Environment, 45(4):949–55.
17. Thomas, D.S. and Gilbert, S.W (2014), “Costs and cost effectiveness of additive manufacturing”. NIST Special Publication,1176, 12