Phát hiện một nhóm kỹ sư có hành động lạ: Gắn máy in 3D lên cần cẩu, dựng thành công trụ bê tông cao 100 mét, nhưng mục tiêu phía sau mới đáng chú ý

Theo ông Ahmed Mahil, nhà sáng lập kiêm Giám đốc điều hành Luyten, triết lý cốt lõi của dự án là cho phép công trình được xây dựng trực tiếp từ mô hình kỹ thuật số mà không cần phụ thuộc quá nhiều vào các phương pháp thi công truyền thống.

Thay vì chế tạo những cỗ máy khổng lồ từ đầu, đội ngũ kỹ sư của Luyten lựa chọn nâng cấp cần cẩu tháp hiện hữu bằng cách tích hợp công nghệ in bê tông chuyên dụng, trí tuệ nhân tạo (AI) và các quy trình xây dựng số hóa. Cách tiếp cận này giúp biến một thiết bị nâng hạ thông thường thành hệ thống sản xuất robot đa năng.

Cách thức hoạt động của máy in 3D gắn trên cần cẩu tháp

Ascend là sự kết hợp giữa kết cấu cần cẩu tháp truyền thống và công nghệ in bê tông bằng robot. Về nguyên lý hoạt động, hệ thống sử dụng các thuật toán chuyên sâu để tạo đường in chính xác, tối ưu hóa quy trình thi công và theo dõi tiến độ theo thời gian thực.

Theo nhà sản xuất, thiết bị có bán kính hoạt động lên tới 45 mét và có thể thi công các công trình cao tới 100 mét. Một ưu điểm đáng chú ý khác là thời gian lắp đặt và đưa vào vận hành chỉ từ một đến hai ngày.

Đối với ông Ahmed Mahil, yếu tố đột phá của Ascend không nằm ở bản thân công nghệ in 3D bê tông, mà ở việc thay đổi hoàn toàn vai trò của cần cẩu tháp. Từ chỗ chỉ làm nhiệm vụ nâng hạ vật liệu, thiết bị này có thể trực tiếp tham gia vào quá trình xây dựng công trình dựa trên dữ liệu kỹ thuật số.

Chiến lược của Luyten cũng đi theo hướng khác biệt so với nhiều dự án tự động hóa trong ngành xây dựng hiện nay. Trong khi nhiều doanh nghiệp tập trung phát triển các hệ thống điều khiển cần cẩu tự động, Luyten lại lựa chọn biến chính cần cẩu thành một robot xây dựng.

Ý tưởng này tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng sẵn có tại các công trường trên toàn thế giới, thay vì buộc nhà thầu phải đầu tư thay thế toàn bộ thiết bị để chuyển sang mô hình tự động hóa.

Cách tiếp cận trên được đánh giá có tính thực tiễn cao, bởi cần cẩu tháp hiện đại do kỹ sư người Đức Hans Liebherr phát minh năm 1949 đã trở thành thiết bị không thể thiếu của ngành xây dựng suốt nhiều thập kỷ.

Việc tận dụng nền tảng sẵn có thay vì loại bỏ hoàn toàn các thiết bị cũ được Luyten xem là con đường nhanh nhất để phổ biến công nghệ in 3D trong xây dựng dân dụng.

Vật liệu Ultimatecrete và tiềm năng trong ngành xây dựng

Công nghệ in 3D của Luyten phụ thuộc lớn vào loại vật liệu chuyên dụng mang tên Ultimatecrete. Đây là hỗn hợp bê tông in 3D đã được công ty đăng ký bằng sáng chế, được phát triển riêng cho các quy trình sản xuất bồi đắp quy mô lớn.

Ultimatecrete sở hữu các đặc tính như độ bền cao, khả năng kiểm soát dòng chảy tốt và độ bám dính vượt trội giữa các lớp in. Đây là những yếu tố quan trọng để bảo đảm độ ổn định và an toàn cho các công trình nhiều tầng được xây dựng bằng công nghệ in 3D.

Luyten cho biết, Ascend còn mang lại nhiều lợi ích trong quản lý dự án như giảm sự phụ thuộc vào lao động thủ công, hạn chế nhu cầu sử dụng cốp pha truyền thống và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng vật liệu.

Trước khi ra mắt Ascend, doanh nghiệp này từng gây chú ý khi xây dựng thành công ngôi nhà in 3D đầu tiên tại bán cầu Nam ở Melbourne.

Ông Ahmed Mahil cho rằng giai đoạn tiếp theo của ngành sẽ được định hình bởi khái niệm hạ tầng thông minh, nơi các cần cẩu tháp có thể trở thành robot xây dựng tự hành.

Theo ông, chỉ cần một tỷ lệ nhỏ trong số hàng nghìn cần cẩu tháp đang hoạt động trên toàn cầu được chuyển đổi sang công nghệ này, tác động đối với tốc độ cung ứng nhà ở, phát triển hạ tầng và năng suất lao động sẽ là rất lớn.

Những ánh mắt thận trọng

Tuy nhiên, giới quan sát cũng đưa ra những đánh giá thận trọng đối với công nghệ mới. Ascend hiện vẫn đang ở giai đoạn đầu sau khi được công bố và những lợi ích mà nhà sản xuất đưa ra cần được kiểm chứng thông qua các dự án thực tế với quy mô lớn, đồng thời phải đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng nghiêm ngặt tại từng quốc gia.

Nếu chứng minh được hiệu quả trong thực tiễn, công nghệ của Luyten có thể góp phần giải quyết tình trạng thiếu hụt lao động xây dựng và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nhà ở cũng như hạ tầng bê tông.

Tuy nhiên, giống như nhiều cuộc cách mạng công nghệ khác, thời gian sẽ là yếu tố quyết định liệu Ascend có thực sự tạo ra một diện mạo mới cho các công trường xây dựng hay chỉ dừng lại ở giai đoạn thử nghiệm.

Dù vậy, ý tưởng biến cần cẩu tháp thành robot in 3D có khả năng tự động dựng công trình không còn là viễn cảnh xa vời. Công nghệ này đã bắt đầu bước những bước đầu tiên để chứng minh tính khả thi trong thực tế, mở ra một hướng phát triển mới cho ngành xây dựng trong tương lai.

Đức Minh