Đây được gọi là 3DCP hay công nghệ xây dựng bằng phương pháp in 3D. Máy in sẽ dùng một loại mực đặc biệt làm từ sợi, cát, polymer, bê tông… in lên mặt đất, và những lớp mực cứ thế tuôn trào cao dần, tạo thành một bức tường.
Bắt đầu từ thập niên 60 của thế kỷ XX, nhiều người có ý tưởng dùng máy móc, mà ở đây là các cánh tay rô bốt để xây tường gạch, và tiếp đến thập niên 70 là việc bơm xi măng và các chất kết dính cho tường. Sau các thử nghiệm tiên phong cuối thế kỷ XX, bước sang thế kỷ mới, tại cả châu Á lẫn Âu - Mỹ đều thực hiện được các công trình bằng 3DCP. Đặc biệt vào năm 2013, nhờ công ty Winsun, hay công ty trách nhiệm hữu hạn Kỹ thuật xây dựng Yingchuang Thượng Hải - Trung Quốc, thế giới đã có ngôi nhà in 3D đầu tiên.
Vốn chỉ là một nơi cung ứng vật liệu, Winsun đã vươn lên nắm bắt công nghệ và dùng một máy in 3D khổng lồ làm nên loạt sản phẩm đầu tay gồm 10 ngôi nhà in 3D. Tại một công xưởng ở Tô Châu, các chuyên gia đã vận hành máy in cho ra những bức tường tuy mỏng song cứng như thép và rất nhẹ, có thể vận chuyển đi lắp ráp chỗ khác. Mỗi ngôi nhà có thể có diện tích 1.100m2, nhưng chỉ cần một ngày in, hai ngày lắp và ba công nhân. Vào năm 2016, Winsun cũng tạo nên tòa nhà văn phòng in 3D đầu tiên của thế giới tại Dubai - UAE. Và hiện nay đã làm và bán được 100 ngôi nhà.
Công trình in 3D của Winson
Tòa nhà văn phòng kể trên của công ty Winson có diện tích sàn 250 mét vuông được in trong 17 ngày và lắp đặt trong hai ngày. Nằm sừng sững trong khu liên hợp tháp Emirates, đây được xem là một giấc mơ đã thành sự thực của thành phố Dubai, mang tới cho người dân một công trình rất nhẹ nhàng, thanh thoát và là kiểu mẫu về tiết kiệm và bảo vệ môi trường, do dùng cực ít xi măng, sự vận chuyển và nhân công. Để có tòa nhà đồ sộ như vậy, thợ xây đã phải dùng tới một máy in có kích cỡ 6×36×12m, nhả một hỗn hợp đặc biệt gồm bê tông cường lực SRC, nhựa cường lực FRP và thạch cao cường lực sợi thủy tinh GRG hình thành những bức tường lồng lộng. Quá ấn tượng với công trình này, chính quyền thành phố đã dự định từ nay đến năm 2030 sẽ xây dựng 25% số lượng nhà cửa tại Dubai bằng kỹ thuật in 3D. Trong đó năm 2020 dự định sẽ có một tòa nhà chọc trời cao tới 80 tầng.
Nhà công sở ở Dubai được xây bằng máy in 3D
Vào năm 2015, cũng bằng kỹ thuật in, tập đoàn Specavia của Nga cũng kiến tạo được tòa nhà có người ở đầu tiên ở châu Âu, mà cụ thể là một biệt thự tại Yaroslavl - Nga. Mọi bức tường bê tông cũng được in tại xưởng, rồi chở đến nơi thi công. Chúng được một máy in cao 3,5 mét, dài 3,6 mét và rộng một mét sản xuất với tốc độ 15m2/ giờ, và mỗi lớp vữa đều dày 1cm rộng từ 3 - 5cm. Khởi công vào tháng 12/2015, đến tháng 10/2017, ngôi nhà đã hoàn thành, gồm cả phần mái và nội thất với diện tích lên tới 298,5m2. Nhờ có máy in, thời gian xây dựng giảm xuống từ 8 đến 12 lần.
Vượt khỏi ranh giới nhà cửa, năm 2016, cây cầu đi bộ được in 3D đầu tiên xuất hiện ở công viên Castilla La Mancha, Alcobendas, Madrid, Tây Ban Nha. Công trình được Viện kiến trúc tiên tiến Catalonia thiết kế và công ty Acciona xây dựng. Do tỷ mỉ trong khâu thiết kế, cây cầu cần tới 18 tháng để vẽ và lắp đặt. Làm bằng bê tông tinh chế micro, cây cầu dài tới 12m, rộng 1,75m, hàng ngày có thể chịu tải hàng chục người cùng một lúc.
Cây cầu đi bộ được in 3D
Với các công trình nhỏ hơn, thời gian in và xây dựng thường chỉ trong vài giờ đến một ngày. Chẳng hạn như công ty Apis Cor, một nhà chế tạo có trụ sở tại San Francisco Mỹ và Moscow Nga, vào năm 2017 đã làm được một ngôi nhà in 3D, diện tích 36m2 có hình thù xoáy ba cạnh rất hấp dẫn ở ngoại ô Moscow.
Một công ty khác là Icon và New Story ở Texas, Mỹ, năm 2018 đã dựng được một ngôi nhà 72m chỉ trong một ngày. Mỗi bức tường của ngôi nhà này có đến 100 tầng lớp bê tông dày 2,5cm, và ngoài làm bằng bê tông còn có các cửa sổ, cửa ra vào bằng kính và gỗ. Nhờ kích cỡ vừa phải và giá rẻ chỉ bằng một nửa so với các ngôi nhà truyền thống, New Story đang dự định sẽ xây dựng hàng loạt nhà in 3D phục vụ người dân ở các nước đang phát triển.
Nhà in 3D của Icon và New Story ở Texas, Mỹ
Năm 2019, dự kiến sẽ có một khu dân cư tại thành phố Eindhoven, Hà Lan được xây dựng từ các ngôi nhà được in 3D. Đưa nơi đây trở thành đô thị đầu tiên có những ngôi nhà kiểu này. Hiện nay, chính quyền đang tiến hành một dự án gọi là Project Milestone gồm năm tòa nhà. Tòa nhà thứ nhất sẽ có một tầng, ba phòng ngủ, diện tích khoảng 90m2, song những tòa nhà sau, nhất là công trình thứ năm sẽ có 3 tầng trở lên cùng 3 phòng ngủ lớn. Khi đang còn thi công, tòa nhà thứ nhất đã được 20 gia đình đăng ký mua. Cả năm tòa nhà đều tọa lạc ở một khu rừng thưa thuộc quận Meerhoven, kế cận sân bay Eindhoven. Và vì vẻ đẹp cũng như sự tiện lợi của chúng, dự đoán trong 5 năm tới sẽ có 5% nhà mới ở Hà Lan được xây dựng bằng 3DCP.
Nhà in 3D tại thành phố Eindhoven
Có thể nói kỹ thuật in 3D đang trở thành cuộc cách mạng vĩ đại trong kiến trúc, xây dựng. Nhờ nó, mọi người không chỉ có nhà đẹp với chi phí thấp, thân thiện với sinh thái, mà còn dễ dàng tự thiết kế cho mình một nơi ở phù hợp với sở thích, tính cách, độ tuổi. Từ kỹ thuật in 3D, có thể dựng được rất nhiều ngôi nhà hình vuông, tròn, đa giác, lâu đài, thành lũy... mà không cần dùng khuôn và chỉ cần bấm máy, khi kim in đặt xuống là cứ thể chạy và cho ra hình thù ưng ý. Từ điều này, người ta hy vọng, trong tương lai gần sẽ xây dựng được đa dạng các loại nhà in 3D tiện ích, hấp dẫn và độc đáo.
Các lớp tường được in từ máy in 3D
Một ngôi nhà in 3D ở Yaroslavl
Ngôi nhà in 3D ở Hà Lan
