Thị trường toàn cầu dành cho máy in 3D công nghiệp tiếp tục phát triển Theo khảo sát về thị trường máy in 3D công nghiệp toàn cầu do Viện nghiên cứu Yano công bố vào tháng 5 năm 2024, số lượng máy in 3D công nghiệp xuất xưởng vào năm 2023 sẽ là 30000 chiếc, tăng 113,2% so với năm trước Viện dự đoán rằng quy mô thị trường máy in 3D công nghiệp toàn cầu (dựa trên lô hàng của nhà sản xuất) sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 8,9% từ năm 2019 đến năm 2025, với lô hàng của nhà sản xuất đạt 35000 chiếc vào năm 2025

(Hình 1) Dự báo và xu hướng quy mô thị trường toàn cầu cho máy in 3D công nghiệp (Nguồn: Viện nghiên cứu Yano)

Ngôi nhà in 3D đầu tiên ở Nhật Bản

Trong khi đó, việc sử dụng máy in 3D đang mở rộng sang lĩnh vực xây dựng nhà ở Vào tháng 3 năm 2022, Serendix ở Thành phố Nishinomiya, Tỉnh Hyogo đã hoàn thành ngôi nhà in 3D đầu tiên của Nhật Bản ``serendix10'' (mô hình hình cầu) tại Centennial Housing (Nhà máy Komaki) ở Thành phố Komaki, Tỉnh Aichi

(Ảnh 1) "serendix10" (mô hình hình cầu), công trình hoàn thành trong 23 giờ 12 phút (Nguồn: Serendix)

Ngôi nhà này được sản xuất với sự hợp tác của hai nhà sản xuất máy in 3D Khung nặng khoảng 20 tấn, nhưng việc lắp ráp hoàn thành trong ba giờ Việc xây dựng ngôi nhà, bao gồm cả việc chống thấm và mở cửa, được hoàn thành trong 23 giờ 12 phút

Serendix sẽ bắt đầu bán chung “serendix10” vào tháng 10 năm 2022 Sáu tòa nhà đầu tiên (giá bán 3,3 triệu yên/đã bao gồm thuế) đã bán hết ngay lập tức

Hơn nữa, vào ngày 25 tháng 7 năm 2023, công ty đã hoàn thành ngôi nhà in 3D đầu tiên của Nhật Bản dành cho hộ gia đình hai người, ``serendix50'' Tổng diện tích sàn của ngôi nhà này là 50m2 và chiều cao tối đa là 4m

(Ảnh 2) Ngôi nhà in 3D đầu tiên ở Nhật Bản dành cho hộ gia đình hai người "serendix50" (Nguồn: Serendix)

``serendix50'' được khởi động như một dự án hợp tác với Trung tâm Thiết kế Môi trường và Sản xuất Kỹ thuật số KGRI của Đại học Keio nhằm đáp lại ý kiến của nhiều cặp vợ chồng ở độ tuổi 60 trở lên mong muốn có một ngôi nhà in 3D với các thông số kỹ thuật nhà ở tiêu chuẩn làm ngôi nhà cuối cùng của họ sau khi phát hành ``serendix10'' KAP chịu trách nhiệm thiết kế kết cấu và việc xây dựng được thực hiện thông qua đổi mới mở bởi Tateo Densetsu, Hyakunen Jutaku và Nabejou, và hoàn thành chỉ trong 44 giờ 30 phút kể từ khi bắt đầu

Tập đoàn Obayashi công bố tòa nhà trình diễn máy in 3D “3dpod”

Obayashi Corporation, một tổng thầu lớn, cũng đã bắt đầu xây dựng tòa nhà sử dụng máy in 3D tại Viện nghiên cứu công nghệ Obayashi vào tháng 5 năm 2022 và công bố hoàn thành tòa nhà trình diễn máy in 3D "3dpod" vào ngày 25 tháng 4 năm 2023

(Ảnh 3) Tòa nhà trình diễn máy in 3D “3dpod” (Nguồn: Obayashi Corporation)

Từ "quả" trong "3dpod" có nghĩa là "kén" của con tằm hoặc "vỏ" của hạt đậu Cái tên này xuất phát từ thực tế là hình dạng phẳng của tòa nhà, bao gồm các bức tường và trần nhà, có hình dạng giống như một quả đậu phộng, và bên ngoài tòa nhà có hình dạng giống như một cái kén hình cầu hữu cơ, đặc trưng của kiến ​​trúc in 3D

``3dpod'' là tòa nhà đầu tiên ở Nhật Bản được xây dựng bằng máy in 3D sử dụng vật liệu gốc xi măng và có kiểu kết cấu đã được Bộ trưởng Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch chứng nhận dựa trên Đạo luật Tiêu chuẩn Xây dựng Máy in 3D được sử dụng cho tất cả các bộ phận của kết cấu trên mặt đất như tường, sàn và tường được in trực tiếp tại chỗ Ngoài các thiết bị như điện, điều hòa, cấp nước, các phòng còn được cách nhiệt

Tập đoàn Obayashi bắt đầu nghiên cứu máy in 3D cho xây dựng vào năm 2014 Chúng tôi đã phát triển một kết cấu sử dụng vữa đặc biệt cho máy in 3D không sử dụng thanh cốt thép hoặc khung thép và bê tông cốt sợi cường độ cực cao có tên là "Slimcrete" và vào năm 2019, chúng tôi đã tạo nguyên mẫu một băng ghế hình vỏ sò để sử dụng trong các tòa nhà và công trình dân dụng Sau khi tạo mô hình thử nghiệm này, chúng tôi hướng tới mục tiêu thương mại hóa máy in 3D dành cho xây dựng Sau đó, vào tháng 5 năm 2022, chúng tôi bắt đầu dự án xây dựng tòa nhà theo quy định của Đạo luật Tiêu chuẩn Xây dựng và bắt đầu xây dựng "tòa nhà trình diễn máy in 3D" "3dpod" được hoàn thành vào tháng 3 năm 2023

Công ty đang nghiên cứu sâu hơn về xây dựng máy in 3D sử dụng vật liệu gốc xi măng có thể tạo ra các kết cấu có thiết kế, cường độ và độ bền phức tạp, đồng thời sẽ tiếp tục phát triển công nghệ để đáp ứng nhu cầu đa dạng và mở ra tương lai của công nghệ xây dựng

Công ty cũng áp dụng các bộ phận đúc sẵn (PCa (Bê tông đúc sẵn): được sản xuất bằng thiết bị của nhà máy) được sản xuất bằng máy in 3D cho một phần của cầu tàu chìm mới được lắp đặt trong dự án xây dựng Cầu tàu chìm loại R3 Seisho Coast Rock (Oiso-cho, Naka-gun, Tỉnh Kanagawa) lần đầu tiên ở Nhật Bản cho một công trình kiến trúc lớn

Cầu tàu lặn sẽ được lắp đặt là một công trình lớn rộng khoảng 16 m, dài 42 m và cao từ 3 đến 7 m, phần trượt ở đầu cầu thay đổi trơn tru theo ba chiều Các phương pháp thi công hiện tại đòi hỏi số lượng lớn tấm PCa cho phần trượt đầu cọc, cực kỳ nặng và nặng tới 35,5 tấn, điều này đặt ra những vấn đề về an toàn thi công và kiểm soát chất lượng Do đó, an toàn xây dựng và chất lượng xây dựng đã được cải thiện bằng cách sản xuất khối PCa bằng phương pháp xây dựng độc đáo, trong đó lớp vỏ bên ngoài được tạo ra bằng máy in 3D xây dựng và bên trong được lấp đầy bằng bê tông mỏng do công ty phát triển Ngoài ra, bằng cách đơn giản hóa công việc bốc dỡ, lắp ráp, chúng tôi đã rút ngắn thời gian thi công và tiết kiệm nhân công

(Ảnh 4) Linh kiện PCa được sản xuất bằng máy in 3D (Nguồn: Obayashi Corporation)

JR West đặt mục tiêu xây dựng cơ sở đường sắt bằng máy in 3D

JR West đặt mục tiêu xây dựng cơ sở đường sắt bằng máy in 3D JR West Innovations, một công ty con thuộc sở hữu hoàn toàn của công ty, đã đầu tư vào Serendix vào tháng 5 năm nay và đã tham gia vào một liên minh kinh doanh và vốn Thông qua quan hệ đối tác này, JR West Innovations nhằm mục đích nâng cao hiệu quả xây dựng và giảm chi phí liên quan đến việc xây dựng các cơ sở đường sắt

Bằng cách áp dụng công nghệ in 3D của Serendix vào việc xây dựng các nhà ga và các cơ sở đường sắt khác, chúng tôi mong muốn rút ngắn đáng kể thời gian xây dựng và giảm chi phí tương ứng Hơn nữa, ngay cả khi tình trạng thiếu lao động trở thành một vấn đề, chúng tôi hy vọng sẽ cải thiện tính bền vững của đường sắt bằng cách liên tục cập nhật cơ sở vật chất đường sắt

Tỉnh Hiroshima hỗ trợ xây dựng nhà ở bằng máy in 3D

Tỉnh Hiroshima là chính quyền địa phương hỗ trợ xây dựng nhà ở bằng máy in 3D Tỉnh hiện đang triển khai Hiroshima Sandbox, sử dụng các công nghệ kỹ thuật số và mô hình kinh doanh mới để hỗ trợ các hoạt động trình diễn nhằm giải quyết các vấn đề của ngành và khu vực Là một phần của nỗ lực này, một thí nghiệm trình diễn sử dụng "Slim Cleat" của Tập đoàn Obayashi đã được tiến hành tại tỉnh Hiroshima kể từ ngày 27 tháng 5

``Slimcrete'' là vật liệu gốc xi măng chứa sợi thép cường độ cực cao có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc làm kết cấu Bằng cách lấp đầy bên trong cấu trúc in 3D bằng cùng một vật liệu, có thể đạt được cường độ cao mà không cần sử dụng thanh cốt thép hoặc khung thép Điều này giúp giảm đáng kể chi phí nhân công và thời gian làm việc so với bê tông cốt thép, dẫn đến chi phí xây dựng thấp hơn

(Ảnh 5) "Slim Cleat" (Nguồn: Obayashi Corporation)

Bằng cách này, việc sử dụng máy in 3D để xây dựng các tòa nhà ngày càng trở nên phổ biến và có nhiều kỳ vọng về khả năng giảm đáng kể chi phí và giờ công