Chế tạo thành công cây cầu thép in 3D đầu tiên trên thế giới

Cây cầu dài 12,2m được in 3D bằng 6.000kg thép không gỉ, trang bị nhiều cảm biến giúp các kỹ sư theo dõi công trình theo thời gian thực.

Công ty MX3D hiện thực hóa kế hoạch tham vọng khi lắp cầu thép in 3D đầu tiên trên thế giới 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 dữ liệu về độ liền khối của kết cấu, hành vi đám đông và nhiều yếu tố khác.

Cầu thép in 3D bắc qua kênh đào ở Hà Lan. (Ảnh: Thea van den Heuvel).

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.

Cây cầu dài 12,2 m và có bề rộng 6,3 m. Trong khi dự án bê tông in 3D phun hỗn hợp giống xi măng từ vòi phun theo nhiều lớp, vật liệu kim loại cần xử lý theo cách khách. Do đó, tạo ra thiết kế phức tạp như cây cầu đòi hỏi 4 robot 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.

Một loạt cảm biến lắp đặt trên cây cầu được sử dụng để 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.