Nguyên mẫu tường bê tông trong quá trình thử nghiệm in 3D.
 

Tại hầu hết các địa điểm xây dựng 3DCP, vòi phun của máy đùn vận hành bằng robot di chuyển theo đường thẳng song song với mặt đất, tạo khuôn cho tường theo từng lớp nằm ngang. Sau đó, các tâm rỗng của những khuôn đó sẽ được lấp đầy bằng cốt thép và bê tông lỏng, các bức tường đã hoàn thành.

Nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm DART ((Digital Architecture Research Technologies) của Đại học Michigan, các công nghệ cũ sử dụng nhiều bê tông hơn mức cần thiết, cộng với việc chúng giới hạn các đặc điểm kiến trúc của tòa nhà ở những hình dạng khá đơn giản. Đây là cách mà hệ thống Shell Wall ra đời.

Bắt đầu với việc tạo ra một mô hình cấu trúc qua máy tính, dựa trên sự phân phối vật liệu hiệu quả nhất cần thiết để cung cấp độ vững chắc cần thiết trong mỗi phần của tòa nhà. Nói cách khác, không có vật liệu nào được sử dụng khi không cần thiết.

Quá trình in 3D sau đó sẽ tạo ra các thành phần tường nhiều lớp bao gồm các sườn cấu trúc cong dọc với các màng cong mỏng hơn bao phủ các khoảng trống giữa chúng. Các lớp bê tông được sẽ được in ra, các phần cốt thép thẳng đứng được đưa vào bên trong các khoảng rỗng, đồng thời các vật liệu cách nhiệt cũng được đưa vào bên trong các khoảng rỗng.

Các thử nghiệm quy mô nhỏ cho thấy rằng so với các bức tường truyền thống có cùng kích thước được xây dựng bằng bê tông đặc, các phần tử Shell Wall giúp giảm 72% trọng lượng trong khi vẫn giữ nguyên độ bền kết cấu.

Các thử nghiệm quy mô đầy đủ của công nghệ tại các địa điểm xây dựng thực tế hiện đang được lên kế hoạch.

VLXD.org (TH/ TC Xây dựng)