Ngôi nhà in 3D này được làm từ dăm gỗ và mùn cưa

Ở bài viết – In 3D cuộc cách mạng trong xây dựng (đường links phía dưới), người viết đã đề cập về công nghệ in 3D trong xây dựng, xin đem đến cho độc giả một thông tin khác liên quan đến việc này đó là vật liệu thân thiện với môi trường phục vụ cho việc xây dựng sử dụng công nghệ in 3D.

 

Một ngôi nhà nguyên mẫu như trong hình phía trên có tên BioHome3D đã được các nhà nghiên cứu phát triển bằng công nghệ in 3D. Nó được in bằng cách sử dụng kết hợp chất thải gỗ và nhựa sinh học, đây là vật liệu tái chế 100%, có thể chịu được thời tiết lâu dài. Công ty đứng sau nó đã huy động được 80 triệu đô la để phát triển một nhà máy sản xuất, nơi họ có thể tìm ra cách mở rộng quy mô sản xuất và cho biết nhà máy này sẽ hoạt động vào cuối năm 2023.

 

Ở Maine, nơi có khoảng 90% diện tích của bang là rừng, xưởng cưa là một trong những ngành công nghiệp chính của bang. Sản phẩm phụ mùn cưa của họ thường cung cấp cho một trong những ngành công nghiệp chính khác của bang, nhà máy giấy và bột giấy. Nhưng một số nhà máy giấy và bột giấy lớn nhất của bang đã đóng cửa trong những năm gần đây, để lại  nhiều chất thải hàng năm hơn một triệu tấn mảnh vụn, dăm gỗ và mùn cưa từ các xưởng cưa mà không có người thu gom.

 

Trung tâm Hợp chất và Cấu trúc Tiên tiến của Đại học Maine đã nghiên cứu và phát triển phế liệu mùn cưa của các xưởng cưa kết hợp polyme và các vật liệu sinh học khác, họ đã giải quyết lượng gỗ thừa và mùn cưa như một vật liệu xây dựng mới. Với sự sẵn có dồi dào của chất thải gỗ, các nhà nghiên cứu của trường đại học bắt đầu triển khai thử nghiệm và đưa ra thành một giải pháp nhà giá rẻ cho Maine, nơi có thời tiết rất khắc nghiệt.

 

Quang cảnh nhà bếp của một ngôi nhà in 3D

 

Sau hai năm, các nhà nghiên cứu của trường đại học gần đây đã tiết lộ BioHome3D, một ngôi nhà nguyên mẫu rộng 600 mét vuông được in 3D từ 100% vật liệu tái chế dựa trên sinh học. Họ đã kết hợp chất thải gỗ và nhựa sinh học để tạo thành vật liệu cơ bản được sử dụng bởi một máy in 3D cực lớn, từng lớp một, bao gồm cả sàn, tường và mái nhà. Các vật liệu làm từ gỗ khác được sử dụng để cách nhiệt và lát sàn. Ngôi nhà được in thành bốn mô-đun, sau đó được vận chuyển đến một địa điểm gần trường đại học, ở thị trấn Orono, nơi chúng được lắp ráp trong khoảng một ngày.

 

Habib Dagher, giám đốc điều hành của Advanced Structures and Composites Center, cho biết việc sử dụng nguyên liệu sợi gỗ để in 3D là một cách bền vững để xây dựng nhà cửa và thể hiện một cách tiếp cận toàn diện hơn so với hầu hết các ngôi nhà in 3D hiện đang gia nhập thị trường, hầu hết trong số đó sử dụng các dạng bê tông sử dụng nhiều carbon.  Ở những vùng khí hậu lạnh giá như Maine, việc in 3D những ngôi nhà bằng bê tông hoặc các vật liệu địa chất khác tại chỗ là không thể thực hiện được đối với những khoảng thời gian lớn trong năm. Dagher nói rằng vật liệu gỗ và nhựa mà trung tâm của ông đã phát triển có thể chịu được thời tiết và việc sản xuất vật liệu này có thể được thực hiện trong các nhà máy thay vì trên các công trường xây dựng.

 

Dagher cho biết ngôi nhà đã được xây dựng và trang bị nội thất giống như một ngôi nhà điển hình, và được dự định là một hình mẫu cho phương pháp sản xuất mới này, cũng như một loại thử nghiệm. “Chúng tôi đã thực hiện tất cả các thử nghiệm mà chúng tôi có thể nghĩ ra trong phòng thí nghiệm của mình. Chúng tôi đã tra tấn vật liệu này trong nhiều năm với chu kỳ đóng băng-tan băng và nhiệt độ cũng như độ bền. Chúng tôi biết nó hoạt động. Nhưng không có gì bằng việc trải qua một mùa đông Maine tốt đẹp,” Dagher nói.

 

Quang cảnh phòng tắm trong một ngôi nhà in 3D

 

Mùa đông Maine đó đang diễn ra và nhóm của Dagher đang sử dụng nó để theo dõi hoạt động của ngôi nhà trong tự nhiên. Nó được trang bị nhiều loại cảm biến sẽ thu thập dữ liệu trong những tháng tới, giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cách vật liệu phản ứng với các điều kiện khác nhau và thông báo những điều chỉnh mà họ có thể cần thực hiện đối với quá trình xây dựng. Dữ liệu họ sẽ thu thập trong mùa đông này sẽ đánh giá hiệu suất cấu trúc và nhiệt, cũng như độ kín khí và chất lượng không khí trong nhà. Họ đã hoàn thiện một số phần nội thất bằng các vật liệu xây dựng thông thường, như vách thạch cao và sơn nhà, đồng thời để lại những phần khác chưa hoàn thành, để xem liệu có bất kỳ vấn đề nào về bề mặt hoặc thẩm mỹ hay không.

 

Dagher cho biết Trung tâm Vật liệu tổng hợp và Cấu trúc Tiên tiến đã huy động được 80 triệu đô la để phát triển một nhà máy sản xuất mới, nơi họ có thể tìm ra cách mở rộng quy mô sản xuất, đẩy máy in 3D bơm ra tới 500 pound vật liệu mỗi giờ. Dagher cho biết nhà máy sẽ đi vào hoạt động vào cuối năm 2023.

 

Cũng như đề cập ở bài viết trước, việc phát triển máy in 3D ở nước ta chắc chắn sẽ khó khăn hơn việc phát triển và thử nghiệm vật liệu cho ngành xây dựng. Việc xuất khẩu gỗ ván ép của Việt Nam đã phát triển rất tốt trong những năm vừa qua, thiết nghĩ nó cũng có thể phát triển thành thứ vật liệu xây dựng …việc xây dựng ứng dụng vật liệu mới thay thế này sẽ phần nào giảm bớt sử dụng cát, gạch nung truyền thống …trong ngành xây dựng, qua đó giảm thiểu tác hại tới môi trường. Hơn nữa tại các nước phát triển và Mehico đã chứng minh việc xây dựng các căn nhà in 3D làm giảm giá thành rất nhiều từ 24%-31%. Mong Việt Nam sớm có các căn nhà được xây bằng công nghệ In 3D với các vật liệu sẵn có trong nước và thân thiện với môi trường.

 

https://thecup.vn/page/in-3d-cuoc-cach-mang-trong-xay-dung-