Với hình dáng phức tạp như trong phim khoa học viễn tưởng, cây cầu in 3D với nhiều trang bị cảm biến đã được hiện thức hóa. Dự án được thiết kế bởi Joris Laarman Lab, được xây dựng bởi công ty MX3D. Cùng với một loạt các công ty khác trong ngành, thậm chí có cả hãng Lenovo và Autodesk. Do các vấn đề về an toàn nên cây cầu không thể được thiết kế ngay tại chỗ mà phải thiết kế trong nhà máy riêng. Khi được xây dựng và lắp đặt cây cầu này cũng chỉ có giấy phép để duy trì trong hai năm. Trong bối cảnh kiến trúc in 3D đã có những tốc độ tiến bộ phi thường, thì việc chế tạo một cây cầu kim loại bằng robot với những hình dạng phức tạp như vậy đang dần nằm trong tầm với.
Cây cầu in 3D được lắp đặt
Công ty MX3D hiện thực hóa kế hoạch tham vọng khi lắp cầu thép in 3D đầu tiên thế giới. Cây cầu được bắc qua một kênh đào ở Amsterdam, Hà Lan. Nữ hoàng Máxima của Hà Lan chính thức khánh thành cây cầu. Ngoài thiết kế bắt mắt, công trình còn có nhiều cảm biến ẩn thu thập nhiều dữ liệu. Như dữ liệu về độ liền khối của kết cấu, hành vi đám đông và nhiều yếu tố khác. Trang bị nhiều cảm biến giúp các kỹ sư theo dõi công trình theo thời gian thực.
Dự án được thiết kế bởi phòng thí nghiệm Joris Laarman. Hợp tác từ các công ty ABB, Air Liquide, ArcelorMittal, Autodesk, Viện AMS và Lenovo. Kế hoạch ban đầu là tạo ra cây cầu tại chỗ nhưng điều này trở nên bất khả thi. Do vấn đề an toàn và nhiều mối lo ngại khác. Do đó cây cầu được sản xuất ở nhà máy. Quá trình in chỉ mất 6 tháng và hoàn thành năm 2018. Tuy nhiên, do nhiều đợt trì hoãn ngoài dự kiến, bao gồm thời gian cải tạo thành kênh đào. Cây cầu mới được vận chuyển tới địa điểm lắp đặt gần đây bằng thuyền và nâng vào vị trí bằng cần trục. Nhà chức trách cấp phép hoạt động cho công trình trong hai năm.
Quy trình làm cây cầu in 3D
Cây cầu dài 12,2 m và có bề rộng 6,3 m. Trong khi dự án bê tông in 3D được phun hỗn hợp giống xi măng từ vòi phun theo nhiều lớp, thì vật liệu kim loại cần xử lý theo cách khác. Do đó, tạo ra thiết kế phức tạp như cây cầu đòi hỏi 4 robot hàn. Để hàn các lớp kim loại nóng với nhau bằng phương pháp tiêu chuẩn. Dự án sử dụng tổng cộng 6.000 kg thép không gỉ. “Chúng tôi đã phát triển phần mềm quản lý dữ liệu. Để tổ chức quá trình hàn theo cách phù hợp với lắp đặt từng lớp chồng lên nhau. Thay vì nối hai mảnh kim loại với nhau”, giám đốc điều hành Gijs van der Velden của MX3D, cho biết.
“Chúng tôi sử dụng dây hàn và khí tiêu chuẩn. Tất cả điều đó cho phép chúng tôi sử dụng nhiều khoa học hàn hiện có. Do đó các đặc tính vật liệu của các bộ phận cuối được tạo ra bằng công nghệ của chúng tôi là tuyệt vời. Vì nó được xây dựng dựa trên các công nghệ đã được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp các công ty quy trình tiếp nhận dễ dàng. Kỹ năng vận hành là nội bộ và các quy định hoạt động giống với các quy định áp dụng cho hàn”.
Cây cầu in 3D có trang bị cảm biến
Một loạt cảm biến lắp đặt trên cây cầu được sử dụng. Với mục đích thu thập các phép đo kết cấu liên quan tới lực căng, độ xoay, tải trọng, độ xê dịch và độ rung. Đồng thời đọc dữ liệu về các yếu tố môi trường như chất lượng không khí và nhiệt độ. Khi người dân địa phương cũng như khách tham quan sử dụng cây cầu. Tất cả dữ liệu được nạp vào mô hình chính xác của cây cầu trên máy vi tính. Giúp các kỹ sư theo dõi tình trạng của công trình theo thời gian thực. Dữ liệu cũng sẽ được sử dụng để “dạy” cây cầu đếm có bao nhiêu người đang băng qua nó và tốc độ nhanh như thế nào.
