Máy in 3D ở Đại học Maine có thể tăng quy mô để in 454 kg vật liệu mỗi giờ và hoàn thành một ngôi nhà trong hai ngày.
Habib Dagher, giám đốc điều hành Trung tâm vật liệu composite và cấu trúc cao cấp (ASCC) thuộc Đại học Maine, và cộng sự phát triển máy in 3D polymer lớn nhất thế giới mang tên "Nhà máy tương lai 1.0", có thể giải quyết khủng hoảng nhà ở tại bang này và cách mạng hóa in nhà 3D, theo CNN. "Mọi người không thể tìm thấy nhà ở bởi chúng quá đắt đỏ. Chúng ta cũng có dân số lão hóa, ngày càng ít thợ điện, thợ lắp ống nước hay thợ xây", Dagher nói.
Nhà in 3D BioHome3D bằng máy in 3D lớn nhất thế giới. (Ảnh: Đại học Maine).
Trong những năm gần đây, công nghệ in 3D được sử dụng để xây dựng mọi thứ từ cầu, nhà thờ tới nhà ở. Đại đa số máy in 3D hiện nay dùng bê tông, với cánh tay robot trang bị vòi phun từng lớp bê tông ướt theo hình dạng phù hợp. ASCC đi theo một hướng khác. Máy in khổng lồ của họ cùng với phiên bản tiền nhiệm được Tổ chức Kỷ lục thế giới Guinness công nhận là "máy in 3D polymer nguyên mẫu lớn nhất thế giới" là những máy in duy nhất xây nhà bằng gỗ thừa, theo Dagher.
Công nghệ trên của ASCC đã được thử nghiệm. Cuối năm 2022, Đại học Maine giới thiệu "BioHome3D", ngôi nhà rộng 55,7 m2 cho một hộ gia đình, là nhà in 3D đầu tiên trên thế giới từ 100% sợi gỗ và nhựa sinh học. Khi dùng bê tông, máy in chỉ có thể in tường, nhưng phần sàn, mái và tường của BioHome3D đều được in 3D, Dagher cho biết. Nhà bê tông cũng cần xây tại chỗ. Đó có thể là vấn đề lớn, đặc biệt vào mùa đông nhiều tuyết rơi. Khi thời tiết xấu trong hai tuần liên tiếp, máy in không thể hoạt động được. Ngược lại, ASCC in sẵn các module ở trường đại học và ráp lại tại chỗ để tạo ra BioHome3D.
Máy in mới có thể in vật thể dài 29,3 m, rộng 9,8 m và cao 5,5 m, đồng thời in tới 227 kg vật liệu mỗi giờ. Dagher chia sẻ mục tiêu của nhóm nghiên cứu là in 454 kg vật liệu mỗi giờ. Ở tốc độ đó, họ có thể in BioHome3D trong 48 giờ. Nếu có thể đáp ứng mục tiêu trên, những ngôi nhà in 3D của họ sẽ có giá cạnh tranh so với chi phí xây dựng nhà ở hiện nay. Ngôi nhà cũng có tính bền vững. Khi chủ nhà không cần sử dụng nữa, ngôi nhà có thể được nghiền nhỏ để in thứ khác. ASCC sử dụng gỗ thừa từ nhà máy cưa ở địa phương trong nghiên cứu và đang tìm cách mở rộng sản xuất bằng nguồn phụ phẩm này.
Tuy nhiên, việc xử lý vật liệu gỗ ở tốc độ cao có thể khó khăn. Ngay cả máy in tốc độ kỷ lục của ASCC đôi khi cũng bị tắc. Ví dụ, trong khi in BioHome3D, máy in ngừng hoạt động do mùn gỗ tích tụ. Ngoài ra, có một số chướng ngại vật cần vượt qua như thiết lập quy chuẩn xây dựng mà các công ty cần phải đáp ứng. Máy in 3D không thể thay thế xây dựng nhà theo phương pháp truyền thống.
Hiện nay, ASCC đang tìm cách để tích hợp đường dây điện và ống nước trong quá trình in. Dự án lớn tiếp theo của máy in là một khu dân cư 9 ngôi nhà cho người vô gia cư. ASCC đang hợp tác với một tổ chức phi chính phủ địa phương để thiết kế công trình và dự kiến bắt đầu in vào năm 2025.