Giải Pháp Điều Khiển Chuyển Động Inovance Cho Máy In Bê Tông 3D Trong Ngành Xây Dựng

Công nghệ in bê tông 3D đang mở ra hướng đi hoàn toàn mới cho ngành xây dựng, cho phép tạo hình công trình nhanh hơn, chính xác hơn và linh hoạt hơn so với phương pháp truyền thống. Thông qua dự án máy in bê tông 3D lớn nhất thế giới tại Ấn Độ, giải pháp điều khiển chuyển động Inovance đã chứng minh vai trò then chốt trong việc đảm bảo độ chính xác, độ bền và khả năng vận hành ổn định trong điều kiện thi công khắc nghiệt. Cùng tìm hiểu giải pháp tự động hóa của Inovance cho máy in bê tông 3D trong ngành xây dựng hiện đại trong bài viết dưới đây.

Bài viết này có gì?

Công Nghệ In Bê Tông 3D Và Xu Hướng Tự Động Hóa Ngành Xây Dựng

Trong nhiều thập kỷ, ngành xây dựng chủ yếu dựa vào các phương pháp thi công truyền thống như cốp pha, đổ bê tông và gia công thủ công. Những phương pháp này tuy quen thuộc nhưng tồn tại nhiều hạn chế: thời gian thi công dài, phụ thuộc lớn vào tay nghề nhân công, khó tạo hình kiến trúc phức tạp và phát sinh nhiều lãng phí vật liệu.

Sự xuất hiện của công nghệ in bê tông 3D đã tạo ra một bước ngoặt lớn. Thay vì đổ bê tông vào khuôn cố định, máy in bê tông 3D có thể “in” trực tiếp các lớp bê tông theo bản vẽ số, cho phép tạo ra những hình khối mà trước đây rất khó hoặc không thể thi công bằng phương pháp truyền thống.

Tuy nhiên, để công nghệ này thực sự đi vào thực tiễn xây dựng, hệ thống máy in phải đáp ứng hàng loạt yêu cầu khắt khe về độ chính xác chuyển động, độ bền, khả năng làm việc ngoài trời và độ ổn định trong thời gian dài. Đây chính là bài toán mà các nhà sản xuất máy in bê tông 3D cần giải quyết.

Giới Thiệu Về Merlin Automation Solutions

Merlin Automation Solutions là doanh nghiệp có trụ sở tại Chennai, Ấn Độ, hoạt động tại hơn 22 quốc gia trên toàn thế giới. Công ty quy tụ đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm trong các lĩnh vực cơ khí, phần mềm, tự động hóa, robot và giải pháp công nghiệp tổng thể.

Merlin chuyên cung cấp các giải pháp turnkey cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau như:

Ô tô
Dầu khí
Thiết bị xây dựng
Máy móc hạng nặng
Các hệ thống tự động hóa quy mô lớn

Mục tiêu xuyên suốt của Merlin là ứng dụng tự động hóa để nâng cao hiệu suất, cải thiện chất lượng, tăng năng suất và giảm phụ thuộc vào lao động thủ công.

Thách Thức Khi Phát Triển Máy In Bê Tông 3D

Trong dự án hợp tác với L&T Construction, Merlin Automation Solutions được giao nhiệm vụ phát triển một máy in bê tông 3D quy mô rất lớn, có khả năng thi công trực tiếp tại công trường.

Dự án đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp:

Làm Việc Trong Điều Kiện Môi Trường Khắc Nghiệt

Máy in phải hoạt động ngoài trời, chịu ảnh hưởng của:

Nhiệt độ cao
Độ ẩm
Bụi bẩn
Rung động cơ học

Điều này đòi hỏi hệ thống điều khiển chuyển động phải có độ bền và độ tin cậy cao.

Độ Chính Xác Và An Toàn Kết Cấu

Khác với in nhựa hay in kim loại quy mô nhỏ, in bê tông 3D trực tiếp ảnh hưởng đến độ an toàn của công trình xây dựng. Mọi sai lệch trong chuyển động đều có thể gây lỗi kết cấu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng và độ bền công trình.

Thời Gian Triển Khai Gấp

Dự án được triển khai trong khung thời gian rất ngắn. Do đó:

Thời gian cung ứng thiết bị phải nhanh
Việc lắp đặt, cài đặt và tinh chỉnh hệ thống phải đơn giản
Nhà cung cấp phải có đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật tại chỗ

Đây là lý do Merlin tìm đến Inovance – đơn vị có kinh nghiệm thực tế và năng lực hỗ trợ mạnh tại Ấn Độ.

Giải Pháp Điều Khiển Chuyển Động Inovance Cho Máy In Bê Tông 3D

Sau quá trình làm việc và đánh giá kỹ thuật, Merlin Automation Solutions đã lựa chọn giải pháp điều khiển chuyển động Inovance cho máy in bê tông 3D, với cấu hình chính gồm:

Bộ điều khiển chuyển động AC703
Servo drive SV660N
Động cơ servo MS1
Module I/O Inovance
Truyền thông EtherCAT tốc độ cao

Giải pháp này đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về hiệu suất, độ chính xác và độ tin cậy cho ứng dụng in bê tông 3D quy mô lớn.

Bộ Điều Khiển Chuyển Động AC703 – Trung Tâm Của Hệ Thống

AC703 là bộ điều khiển chuyển động hiệu suất cao của Inovance, được thiết kế cho các ứng dụng đa trục phức tạp.

Những điểm nổi bật của AC703 bao gồm:

Hỗ trợ lên tới 32 trục với chu kỳ EtherCAT 1 ms
Kết nối tối đa 128 slave EtherCAT, bao gồm servo và I/O phân tán
Tích hợp chức năng CNC và WebVisu, cho phép giám sát và cấu hình từ xa
Hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông, sẵn sàng cho các ứng dụng IIoT

Đối với máy in bê tông 3D, khả năng điều khiển nhiều trục đồng thời với độ chính xác cao là yếu tố sống còn, giúp đầu in di chuyển mượt mà và chính xác theo mô hình thiết kế.

Servo SV660N Và Động Cơ MS1 – Đảm Bảo Chuyển Động Chính Xác

Servo Drive SV660N

SV660N là dòng servo drive hiệu suất cao của Inovance, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi động lực học lớn. Trong dự án này, SV660N mang lại nhiều lợi thế:

Vòng dòng điện siêu nhanh 4,5 kHz
Băng thông vòng tốc độ lên tới 3 kHz
Dễ cài đặt và tinh chỉnh
Tích hợp chức năng an toàn STO SIL3

Nhờ đó, hệ thống đạt được chuyển động ổn định ngay cả khi in các cấu trúc bê tông lớn và phức tạp.

Động Cơ Servo MS1

Động cơ servo MS1 được lựa chọn nhờ:

Thiết kế nhỏ gọn nhưng mô-men lớn
Độ chính xác cao
Phù hợp cho chuyển động liên tục và tải nặng

Sự kết hợp giữa SV660N và MS1 tạo nên một hệ truyền động mạnh mẽ, đáp ứng tốt yêu cầu của máy in bê tông 3D quy mô lớn.

Kết Quả Thực Tế Từ Dự Án WEAVER

Máy in bê tông 3D mang tên WEAVER, do Merlin phát triển cho L&T Construction, hiện được đánh giá là máy in bê tông 3D lớn nhất thế giới trong lĩnh vực xây dựng

Một số kết quả nổi bật:

Hoàn thành lắp đặt và đưa vào vận hành chỉ trong 3,5 tháng
Có khả năng xây dựng công trình cao tới 12 mét (3 tầng) trực tiếp tại công trường
Được sử dụng trong dự án khu phức hợp nhà ở in 3D lớn nhất thế giới tại Chandigarh, Ấn Độ

Dự án này được Ủy ban Đường biên giới Ấn Độ (BRO) đặt hàng, phục vụ xây dựng cơ sở hạ tầng hỗ trợ nhân sự và thiết bị.