e
magazine
|
Năm 2025 chứng kiến những bước tiến ấn tượng của công nghệ in 3D trong xây dựng, tiêu biểu là nhà ga tàu hỏa đầu tiên tại Nhật Bản, dự án trường học lớn nhất thế giới tại Qatar, các dự án nhà ở thương mại tại Pháp, Singapore, cùng các công trình kiến trúc thử nghiệm đột phá ở nhiều nước trên thế giới. Những công trình này cho thấy ứng dụng in 3D đang mở rộng từ quy mô nhỏ đến các dự án hạ tầng phức tạp, hứa hẹn một tương lai xây dựng nhanh chóng, hiệu quả và bền vững hơn.
Một trong những biểu tượng ấn tượng nhất của công nghệ in 3D năm 2025 là Tor Alva, còn gọi là Tháp Trắng, được hoàn thành tại làng múa Mulegns nằm trên đường Julier Pass ở Thụy Sĩ. Đây hiện là tòa nhà in 3D cao nhất thế giới, khoảng 30 m và gồm bốn tầng với 32 cột bê tông in 3D đầy nghệ thuật. Công trình được thiết kế bởi Michael Hansmeyer và Benjamin Dillenburger cùng nhóm nghiên cứu Digital Building Technologies của ETH Zurich.
Công nghệ in 3D đã được sử dụng để in các cột bê tông theo lớp vật liệu dẻo, sau đó ghép lại và bổ sung cốt thép, cho phép kiến trúc phức tạp vượt xa các kỹ thuật truyền thống.
Mỗi cột được thể hiện bằng một loạt hình dạng táo bạo và họa tiết trang trí phức tạp ở nhiều tỷ lệ khác nhau, mang đến cho công trình một vẻ bí ẩn, huyền ảo. Nó gợi nhớ đến tay nghề của các bậc thầy xây dựng thời Baroque ở Grisons, tạo nên cầu nối giữa truyền thống của quá khứ và những đổi mới của tương lai. Với kiến trúc ngoạn mục và công nghệ đột phá, Tor Alva đóng vai trò như một ngọn hải đăng cho làng Mulegns. Tor Alva không chỉ là một công trình kiến trúc kỷ lục, nó còn là một không gian trình diễn nghệ thuật và văn hóa. Mái vòm được in 3D là khu vực dành cho khán giả, giúp thúc đẩy du lịch và hồi sinh một cộng đồng nhỏ tại vùng núi.
| |
| Vào đêm trước lễ khai trương, tòa tháp màu trắng đã được hé lộ hoàn toàn lần đầu tiên (Ảnh: Birdviewpicture/Nova Fundaziun Origen) |
Một trong những biểu tượng ấn tượng nhất của công nghệ in 3D năm 2025 là Tor Alva, còn gọi là Tháp Trắng, được hoàn thành tại làng múa Mulegns nằm trên đường Julier Pass ở Thụy Sĩ. Đây hiện là tòa nhà in 3D cao nhất thế giới, khoảng 30 m và gồm bốn tầng với 32 cột bê tông in 3D đầy nghệ thuật. Công trình được thiết kế bởi Michael Hansmeyer và Benjamin Dillenburger cùng nhóm nghiên cứu Digital Building Technologies của ETH Zurich.
Công nghệ in 3D đã được sử dụng để in các cột bê tông theo lớp vật liệu dẻo, sau đó ghép lại và bổ sung cốt thép, cho phép kiến trúc phức tạp vượt xa các kỹ thuật truyền thống.
Tor Alva được khánh thành vào tháng 5/2025, trở thành biểu tượng du lịch của làng Mulegns ở Thụy Sĩ. Ảnh: ETH Zurich |
Mỗi cột được thể hiện bằng một loạt hình dạng táo bạo và họa tiết trang trí phức tạp ở nhiều tỷ lệ khác nhau, mang đến cho công trình một vẻ bí ẩn, huyền ảo. Nó gợi nhớ đến tay nghề của các bậc thầy xây dựng thời Baroque ở Grisons, tạo nên cầu nối giữa truyền thống của quá khứ và những đổi mới của tương lai. Với kiến trúc ngoạn mục và công nghệ đột phá, Tor Alva đóng vai trò như một ngọn hải đăng cho làng Mulegns. Tor Alva không chỉ là một công trình kiến trúc kỷ lục, nó còn là một không gian trình diễn nghệ thuật và văn hóa. Mái vòm được in 3D là khu vực dành cho khán giả, giúp thúc đẩy du lịch và hồi sinh một cộng đồng nhỏ tại vùng núi.
Tor Alva thể hiện những tiến bộ đột phá trong thiết kế tính toán, chế tạo kỹ thuật số, kỹ thuật kết cấu và khoa học vật liệu, tất cả đều hướng đến xây dựng bền vững hơn. Bê tông in 3D với các cấu kiện thành mỏng, tiết kiệm vật liệu, cũng như xây dựng theo mô-đun để tái sử dụng trong tương lai. Trong số những đóng góp tiên phong của Tor Alva là các giải pháp kết cấu mới để gia cố bê tông in 3D, một trong những thách thức chính trong lĩnh vực này cho đến nay. Những phát triển tiên phong trong kiến trúc này đã được thực hiện nhờ sự hợp tác chặt chẽ và liên ngành với các chuyên gia trong lĩnh vực kiến trúc, kỹ thuật kết cấu, khoa học vật liệu và robot.
Tháng 9/2025, Singapore khánh thành ngôi nhà 4 tầng đầu tiên được in 3D. Dự án rộng 570m2, 4 tầng do Công ty kiến trúc Park + Associates (P+A) thiết kế và hợp tác với công ty xây dựng CES-InnovFab hoàn thiện. Đây là ngôi nhà được xây dựng cho chính ông Lim Koon Park, nhà sáng lập và giám đốc của P+A.
Công nghệ in 3D tại Singapore không phải là mới, trước đây chủ yếu được sử dụng cho các mục đích quy mô nhỏ như những bức tường, máng trồng cây và phòng tắm đúc sẵn cho các dự án nhà ở chung cư.
Những hình ảnh bên trong và bên ngoài ngôi nhà in 3D cho thấy công nghệ chế tạo kỹ thuật số không làm mất đi tính nghệ thuật mà trước đây được sử dụng bằng công nghệ xây dựng truyền thống hay bàn tay của những nghệ nhân.
|
Với 97% bức tường được chế tạo tại chỗ bằng máy in robot, ngôi nhà là sự kết hợp hiếm hoi giữa độ chính xác và kỹ thuật thủ công góp phần tạo nên ý đồ điêu khắc tổng thể. Những đường nét uốn lượn trên ngoại thất được kéo dài vào bên trong, tạo nên sự liền mạch về mặt thị giác giữa không gian công cộng và riêng tư, mang lại cảm giác vừa hiện đại vừa chân thực.
Sự thành công của ngôi nhà 4 tầng với đủ công năng cho gia đình sinh hoạt là bước đột phá trong phương pháp xây dựng hiện đại với các đường vân bê tông nhiều lớp nguyên trạng, có thể sờ thấy và nắm bắt được. Nó cũng mang đến một cái nhìn về tương lai nơi mỗi ngôi nhà đều có thể độc đáo, bền vững và đáp ứng sâu sắc nhu cầu của cư dân.
Trung tâm của ngôi nhà là một khoảng không gian điêu khắc - giếng trời cao vút, ngập tràn ánh sáng ban ngày, kết nối bốn tầng với nhau đồng thời dẫn dắt ánh sáng và không khí vào sâu bên trong. Khoảng không gian này không chỉ là điểm nhấn thị giác, nó còn là một thủ pháp tạo sự rộng rãi về không gian, bù đắp cho diện tích xây dựng nhỏ gọn bằng sự thông thoáng theo chiều dọc.
Nhiều lớp bê tông trên bề mặt được để lộ ra, trông có vẻ sần sùi nhưng lại đón nhận ánh nắng và bóng râm suốt cả ngày. Chiến lược này giúp giảm thiểu nhu cầu sử dụng thêm vật liệu ốp lát và hoàn thiện, đồng thời tôn vinh quy trình công nghệ đằng sau việc xây dựng ngôi nhà. Bốn tầng bố trí không gian sinh hoạt, ăn uống và phòng riêng một cách hiệu quả nhờ thiết kế kỹ thuật số. Hệ thống kết cấu của ngôi nhà, được tạo nên nhờ sức mạnh của bê tông in 3D, cho phép giảm số lượng cột đỡ bên trong và tạo ra những nhịp rộng rãi hơn, giải phóng không gian nội thất khỏi những hạn chế của xây dựng truyền thống.
|
Không gian phòng ăn được đặt ngay dưới giếng trời, là điểm nhấn của tòa nhà. Ảnh:Derek Swalwell |
Một bước tiến khác trong năm 2025 là ViliaSprint², dự án nhà ở nhiều căn được in tại chỗ ở Bezannes, Pháp. PERI 3D Construction cùng Holcim và Plurial Novilia là các công ty cùng phối hợp triển khai. Đây là công trình căn hộ in 3D lớn nhất tại châu Âu với 12 căn hộ tại một tòa nhà ba tầng, có cấu trúc chịu lực được in hoàn toàn bằng bê tông kỹ thuật số. Tổng diện tích của tòa nhà có kích thước rộng 11 mét, dài 34 mét và cao 9 mét, mỗi tầng cung cấp 350 m² không gian sử dụng.
|
ViliaSprint² là một phần của nỗ lực cung cấp nhà ở giá cả phải chăng bằng cách kết hợp công nghệ in 3D với thiết kế xanh và hệ thống năng lượng hiệu quả. Tòa nhà được in từng phần bởi máy COBOD BOD2, cho phép các bức tường chịu lực hoàn toàn từ in 3D, đồng thời giảm thời gian thi công xuống vài tháng thay vì nhiều năm đã giúp giảm chi phí xây dựng và biến 3D printing thành lựa chọn bền vững hơn.
Dự án dự kiến bàn giao trong quý 1 năm 2026, đánh dấu một bước chuyển biến mang tính thời đại trong việc xây dựng nhà ở công cộng. Ảnh: PERI 3D Construction |
Starbucks mở cửa hàng thương mại đầu tiên in 3D
Lần đầu tiên Starbucks mở một cửa hàng thương mại được xây dựng từ vật liệu in 3D tại Brownsville, Texas, Mỹ. Công trình này là một quán cà phê với diện tích 1.400 m2 được xây bằng bê tông nhờ robot. Theo đó, các bức tường được tạo lớp bằng robot in bê tông, cho thấy khả năng của in 3D trong xây dựng nhanh và linh hoạt các công trình dịch vụ.
|
Cửa hàng đã phục vụ những khách hàng đầu tiên vào ngày 24/4/2025, chuyên phục vụ cho khách hàng lái xe qua lại tại Brownsville, Texas. Ảnh: AP/Michael Gonzalez |
Tháng 4/2025, Công ty Serendix của Nhật Bản khiến thế giới trầm trồ vì hoàn thành nhà ga đường sắt in 3D đầu tiên trên thế giới tại thành phố Arida, Nhật Bản, chỉ trong vòng 6 giờ đồng hồ, trong khi nếu xây dựng bằng bê tổng cốt thép truyền thông sẽ mất khoảng 2 tháng. Nhà chờ của trạm Hatsushima có chiều rộng 6,3m, chiều sâu 2,1m và mái vòm cao 2,6m.
 |
Hình ảnh nhà ga Hatsushima được đưa vào sử dụng vào tháng 8/2025. Ảnh: Japannews
Nhờ sự hợp tác giữa JR West Japan Group, studio kiến trúc Nhật Bản Neuob và Serendix đã tạo ra một nhà ga in 3D ga Hatsushima, thay thế công trình bằng gỗ được xây dựng vào năm 1948.
Các bộ phận như mái nhà, tường sau và hai góc tạo thành tường bên và sàn đã được in sẵn trong 7 ngày tại nhà máy.
Theo Serendix, một cánh tay robot và vòi phun in 3D vỏ của bốn bộ phận trong vữa được thiết kế đặc biệt, khô nhanh hơn vữa thông thường. Sau đó cốt thép và bê tông được đổ vào các bộ phận in 3D để tăng cường độ cứng của chúng.
Nhà sáng lập Neuob Hiroshi Ota cho biết, nhà ga được tạo phù điêu hình ảnh quýt và cá mú, phản ánh đặc trưng của địa phương. Đây là một chi tiết chỉ có thể thực hiện được bằng công nghệ in 3D.
 |
Đến thời điểm này, chưa có thêm hình ảnh cập nhật tiến độ của dự án. Theo kế hoạch, dự án sẽ được hoàn thành vào cuối năm 2025. Hình ảnh trên mô phỏng Dự án trường học in 3D khổng lồ của Qatar
Qatar đang tạo nên làn sóng trong lĩnh vực xây dựng thế giới với Dự án Trường học in 3D cho 2 trường học khổng lồ, mỗi trường có diện tích xây dựng ấn tượng lên đến 215.000 feet vuông (khoảng 29.760 mét vuông). Việc sử dụng công nghệ in 3D trong dự án này không chỉ đơn thuần là xây dựng trường học, mà còn là việc tạo tiền lệ cho cơ sở hạ tầng giáo dục hiện đại trong tương lai.
Trọng tâm của dự án này là hai máy in BODXL tùy chỉnh, được thiết kế và đặt hàng đặc biệt từ COBOD, một công ty hàng đầu trong lĩnh vực xây dựng in 3D. Những máy in này, có kích thước dài 164 feet, rộng 98 feet và cao 49 feet, có khả năng tạo ra các cấu trúc quy mô lớn bằng cách đùn hỗn hợp giống xi măng qua vòi phun được điều khiển bằng robot. Quá trình này cho phép tạo ra các cấu trúc phức tạp, bền vững và đẹp mắt, thiết lập một tiêu chuẩn mới trong công nghệ xây dựng.
Sáng kiến đột phá này là sự hợp tác giữa UCC Holding và Cơ quan Công trình Công cộng Qatar. Một trong những ưu điểm quan trọng nhất là khả năng tạo ra các thiết kế phức tạp một cách dễ dàng, như được minh chứng bởi những bức tường cong, uốn lượn của các trường học, lấy cảm hứng từ các địa hình sa mạc tự nhiên của Qatar. Phương pháp này cho phép linh hoạt hơn trong thiết kế, giúp các kiến trúc sư vượt qua những giới hạn về thẩm mỹ kiến trúc.
 |
Các kỹ sư xây dựng của Công ty COBOD trên công trường xây dựng trường học in 3D tại Qatar. Ảnh: COBOD International
Bằng cách tự động hóa quy trình xây dựng, giảm sự phụ thuộc vào lao động thủ công và giảm thiểu chất thải, làm cho công nghệ in 3D trong xây dựng trở thành một lựa chọn bền vững hơn. Độ chính xác của in 3D cũng đảm bảo tính nhất quán và chất lượng trong xây dựng, điều này rất quan trọng đối với các dự án quy mô lớn như Dự án Trường học in 3D.
Ngoài những dự án in 3D nổi bật kể trên, tại Ireland năm qua cũng đã hoàn thành những căn nhà 3D đầu tiên cho cư dân, Ấn Độ đã đưa vào sử dụng ngôi nhà nông thôn in 3D đầu tiên, phát triển dưới chương trình nhà ở xã hội.
Năm 2025 đang trở thành một dấu mốc quan trọng đối với công nghệ in 3D trong xây dựng và kiến trúc toàn cầu. Từ những biểu tượng kiến trúc đột phá như Tor Alva ở Thụy Sĩ đến các ứng dụng cộng đồng và thương mại như ViliaSprint² tại Pháp và Starbucks ở Texas. Những cỗ máy robot in không lồ, có độ chính xác cao; các loại vật liệu in chuyên dụng như bê tông tính lưu biến cao, bên tông đông kết nhanh; sự tích hợp mô hình thông tin BIM, thiết kế tham số và thuật toán tối ưu; mức độ tự động hóa cao đã khiến công nghệ in 3D từ thử nghiệm chuyển sang ứng dụng thực tế lớn, góp phần vào giải quyết các thách thức về nhà ở, môi trường và sáng tạo không gian đô thị mới.
Công nghệ in 3D trong ngành xây dựng đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng, góp phần làm thay đổi phương thức thiết kế và thi công công trình truyền thống. Các hệ thống in 3D quy mô lớn cho phép chế tạo trực tiếp kết cấu bê tông với hình dạng phức tạp, độ chính xác cao và thời gian thi công rút ngắn đáng kể. Nhờ khả năng tự động hóa và tối ưu vật liệu, công nghệ này giúp giảm chi phí lao động, hạn chế lãng phí vật liệu và giảm phát thải carbon trong xây dựng. In 3D đã mở ra tiềm năng ứng dụng các vật liệu mới, vật liệu tái chế và thiết kế tối ưu theo yêu cầu riêng, góp phần thúc đẩy xu hướng xây dựng bền vững, thông minh và thân thiện với môi trường.
Thực hiện và đồ họa: Bảo Hà
