Việc in 3D đã mở ra cơ hội in từ thịt bò, nhà cửa cho đến thậm chí là các công trình đập thủy điện tại Trung Quốc.

Bạn có tưởng tượng được dự án in 3D lớn nhất là gì không?

Tòa nhà Thành phố Dubai hiện là tòa nhà in 3D lớn nhất thế giới, với chiều cao 9,5 mét và diện tích dự án 640 mét vuông.

Trong tương lai, Trung Quốc dự kiến sẽ xây dựng dự án thủy điện in 3D lớn nhất thế giới tại cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng.

Dự án thủy điện Yangqu dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2024 và truyền tải gần 5 tỷ kWh điện mỗi năm.

Công nghệ in 3D cho kỹ thuật chiết rót có thể lấp đầy từng lớp dưới sự kiểm soát của việc lập lịch trình và theo chu kỳ từng lớp cho đến khi xây dựng xong bản in 3D của toàn bộ dự án hoàn thành.

Máy in 3D ban đầu được phát triển như một cách để chế tạo linh kiện sử dụng vật liệu quý với ít chất thải hơn, tích tụ vật liệu thành từng lớp.

Nghiên cứu của nhóm Liu Tianyun cho thấy công nghệ in 3D hoàn toàn phù hợp với các dự án xây dựng như đập trữ nước, đường cao tốc và sân bay, giúp giảm sự phụ thuộc vào lao động và tăng hiệu quả sản xuất.

Liu Tianyun và nhóm nghiên cứu đã từng nảy ra ý tưởng 'in' các dự án xây dựng quy mô lớn, biến toàn bộ công trường thành một chiếc máy in 3D khổng lồ với các máy móc tự động hoạt động liền mạch như các bộ phận khác nhau.

Họ tin rằng toàn bộ một công trường có thể trở thành một chiếc máy in 3D khổng lồ, với các máy móc tự động hoạt động liền mạch như các bộ phận khác nhau.

Nhóm nghiên cứu cho biết, chuỗi sản xuất 3D trong dự án chiết rót đòi hỏi sự hợp tác của nhiều loại robot xây dựng khác nhau. Các robot thông minh trong lĩnh vực xây dựng được thể hiện thông qua các robot cuốn, robot lát, xe tải tự hành và robot đào có khả năng tích hợp cảm biến chiều sâu, ra quyết định hiệu quả và điều khiển chính xác, đã đạt hoặc vượt xa hiệu suất của lao động thủ công trong thực tế. Đặc biệt là trong những tình huống nguy hiểm xung quanh, hiệu suất của chúng vượt trội so với các phương pháp truyền thống.

Bằng cách này, sau khi phân lớp mô hình máy tính của đập thành nhiều lớp, trí tuệ nhân tạo tại trung tâm dự án sẽ chỉ định một nhóm robot để thêm từng lớp một và sử dụng dữ liệu từ các cảm biến để kiểm soát chất lượng công việc xây dựng. Tiếp theo, các robot đào sẽ khai thác đá, xe tải tự hành sẽ vận chuyển vật liệu, và công nghệ in 3D sẽ hoàn thiện công trình đập thủy điện.

Việc thường xuyên bị cách ly do dịch bệnh đã đẩy các dự án dựa vào lao động vào tình trạng khó khăn, và việc xây dựng các dự án thủy lợi dựa vào lao động cũng gặp nhiều khó khăn.

Sử dụng robot tự động, xe không người lái và công nghệ in 3D có thể giải phóng một phần lực lượng lao động, đồng thời, đối với các dự án trong môi trường khắc nghiệt như xây dựng trạm thủy điện, chúng có thể hoạt động hiệu quả mà không đặt tính mạng con người vào nguy cơ.

Hiện nay, thông qua trí tuệ nhân tạo, hệ thống đã có khả năng triển khai hàng loạt thiết bị tự động phục vụ việc thi công trên công trường.

Các máy xúc không người lái sẽ có khả năng xác định và nạp vật liệu từ kho vào một đội xe tải tự động, và các xe ben không người lái sẽ thực hiện công việc bốc xếp một cách tự động.

Theo bài báo, xe ben tự động để vận chuyển vật liệu đập được cung cấp thông tin về nhu cầu vận chuyển vật liệu đến đập và thông tin về vị trí phân phối vật liệu đập, sau đó tự động xây dựng đập. Xe vận chuyển sử dụng GPS để chính xác vận chuyển vật liệu đến đập và gửi thông tin vận chuyển thực tế đến hệ thống điều phối công nghệ xây dựng 3D của đập thông qua truyền thông không dây và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.

Theo kế hoạch, tổ máy đầu tiên của nhà máy thủy điện Yangqu sẽ hoàn thành và đi vào hoạt động vào cuối năm 2024, còn toàn bộ hệ thống sẽ hoàn thành vào năm 2025. Khi hoàn thành, tổng công suất lắp đặt của nhà máy sẽ đạt 1,2 triệu KW, dung tích chứa của hồ là 1,639 tỷ mét khối/năm, và thời gian sử dụng trung bình đạt 3.943 giờ mỗi năm. Sản lượng điện trung bình sẽ đạt 4,732 tỷ kilowatt giờ, đồng nghĩa với việc tiết kiệm 1,467 triệu tấn than và giảm lượng khí thải carbon dioxide mỗi năm 4,412 triệu tấn.