Quá trình in 3D, còn được gọi là sản xuất phụ gia đã mang lại những đột phá trong tạo mẫu sản phẩm và y sinh học. Tuy nhiên, khi nói đến các dự án xây dựng lớn, vẫn còn nhiều câu hỏi về các cấu trúc in 3D sẽ hoạt động như thế nào trong thế giới thực.

Với khả năng kiểm tra và xác nhận các vật liệu và cấu trúc chế tạo thuộc mọi loại và kích cỡ, Bovay Lab đặc biệt phù hợp để thực hiện in 3D quy mô lớn thông qua các chuyển động và các ứng suất và biến dạng.

Cornell hiện là một trong số ít các trường đại học ở Hoa Kỳ có hệ thống như vậy. Theo Derek Warner, giáo sư về kỹ thuật dân dụng và môi trường, nó không chỉ cho phép các giảng viên của Trường Cao đẳng Kỹ thuật thực hiện nghiên cứu xây dựng bằng robot mà còn mang đến cho sinh viên kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vực công nghệ đang phát triển nhanh về cơ sở hạ tầng dân dụng.

Hệ thống Robot công nghiệp IRB 6650S đã ra mắt vào tháng 2 và trong vài tháng qua, phòng thí nghiệm đã đào tạo cách sử dụng hệ thống robot - về cơ bản là một cánh tay dài, có thể xoay - và chạy một số bản in thử nghiệm kích thước trung bình, bao gồm cả băng ghế và những người trồng cây,...

Robot được đặt trên một đường ray dài 12 foot, với tầm với hình tròn khoảng 12 foot, cho tổng diện tích bao phủ lên đến 8 foot x 30 foot, mặc dù phòng thí nghiệm không dự đoán sẽ in bất cứ thứ gì lớn như vậy.

Vận hành hệ thống là một nỗ lực của cả nhóm. Một nhóm người trộn vữa trộn sẵn và khuấy trộn các chất phụ gia, chẳng hạn như chất phụ gia siêu dẻo để làm giảm hàm lượng nước trong hỗn hợp và cải thiện lưu lượng của nó qua vòi. Một nhóm khác vận hành bộ điều khiển của robot để điều chỉnh lượng phụ gia chạy qua hệ thống. Khi phụ gia đến đầu đùn và vòi của robot, phụ gia tăng cứng sẽ được đưa vào để vật liệu đặc lại khi được đổ.

Quá trình này tốn nhiều công sức, nhưng khi được thực hiện thành công, in 3D loại bỏ nhu cầu đúc khuôn và cũng cho phép tạo ra các hình dạng độc đáo - tối ưu hóa mà ít lãng phí vật liệu hơn.

Hiện tại, hệ thống này là in 3D với vữa, về mặt kỹ thuật là một hỗn hợp dán với cốt liệu có kích thước lên đến 4 mm. Bất cứ thứ gì lớn hơn có thể làm kẹt và làm hỏng hệ thống máy bơm. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu dự định chế tạo đầu đùn riêng để in bê tông cốt sợi thép, sử dụng cốt liệu lớn hơn, có thể chịu được tải trọng nặng hơn. Điều đó sẽ mở đường cho phòng thí nghiệm in 3D các thành phần đầy đủ và kiểm tra chúng.

Nhóm nghiên cứu hy vọng có thể tạo ra hỗn hợp riêng để in, thay vì dựa vào vật liệu trộn sẵn của nhà sản xuất.

ctngoc