Một cách giải phóng sức lao động độc đáo nhờ rô-bốt của KUKA và công nghệ in 3D

Khi rô-bốt của KUKA tạo ra nội thất, liệu chúng có khiến những người thợ mộc mất việc không? Không hẳn. Thay vào đó, các mô-đun ghế và ghế dài in 3D hiệu TWINE – được thiết kế bởi HagenHinderdael ở London – mang một điều hoàn toàn mới đến với thế giới của đồ nội thất, thiết kế kỹ thuật và tái chế.

17 Tháng Hai 2022

HagenHinderdael là một studio thiết kế thành lập vào năm 2020 bởi Sofia Hagen và Lisa Hinderdael, cả hai đều là kiến trúc sư và nhà thiết kế. “Chuẩn mực của chúng tôi đó là tôn vinh kỹ nghệ tay nghề truyền thống lâu đời và luôn quan tâm đến vòng đời của công trình”, họ nói. Cả hai đều thích làm việc với các thợ thủ công ở địa phương và sử dụng công nghệ tân tiến nhất để hiện thực hóa các ý tưởng trên khắp toàn cầu – trong đó Hinderdael đến từ Bỉ, Hagen đến từ Áo và cả hai đều làm việc trong môi trường quốc tế.

Lisa Hinderdael và Sofia Hagen đứng trước KR QUANTEC dùng để in các chi tiết TWINE cỡ lớn © HagenHinderdael

Sản xuất và phát triển: Sử dụng nguyên liệu thô là rác thải từ bệnh viện

“Chúng tôi nảy ra ý tưởng TWINE khi Rossana Orlandi ra mắt chiến dịch Guiltless Plastic thứ ba của mình,” Sofia Hagen cho biết. Orlandi, một nhà sưu tập nổi tiếng đến từ Milan, thường xuyên mời các nghệ sĩ và nhà thiết kế giới thiệu về dự án dọn sạch hành tinh của họ theo một cách đáng kinh ngạc. Vì vậy, HagenHinderdael đã phát minh ra TWINE. “Chúng tôi muốn sản phẩm nội thất của mình phải thú vị, thoải mái, bền bỉ, và chúng tôi muốn sử dụng sợi in của Reflow”, Sofia nói thêm khi mô tả tham vọng sáng tạo của họ. Reflow là một doanh nghiệp xã hội từng dành được giải thưởng và có trụ sở tại Amsterdam, chuyên sản xuất vật liệu in 3D chất lượng cao, bền vững, hay còn gọi là sợi in 3D, từ rác thải nhựa tái chế. Nguyên liệu thô của TWINE, sợi in rPETG, có nguồn gốc từ khay nhựa dùng tại bệnh viện.

Nội thất 3D được tạo nên từ sợi in của Reflow, thu thập từ rác thải nhựa © HagenHinderdael

Ý tưởng in 3D đầy thuyết phục

Mỗi mô-đun TWINE dài 1,06 m và cao 50 cm, có chiều rộng thay đổi 30 hoặc 45 cm. Vì vậy, bạn có thể ngồi một mình hoặc ngồi với gia đình và bạn bè của mình. Rossana Orlandi thích ý tưởng của dự án này khi vẫn còn ở trên giấy, kế đó TWINE đã trở thành dự án lọt vào vòng chung khảo của giải thưởng RO PlasticPrize 2021. Bất cứ dự án nào dành được giải thưởng cho vật dụng làm từ nhựa tái chế này cũng sẽ xuất hiện trên hàng tít đầu ở khắp châu Âu. Do đó, sản phẩm ghế ngồi của TWINE đã được gửi tới Milan để bổ sung vào bộ sưu tập trưng bày.

Khi rô-bốt kết hợp với công nghệ sản xuất bồi đắp, đây chính là kết quả thu được sau một thời gian ngắn: chi tiết TWINE © HagenHinderdael

In 3D hoàn hảo: Rô-bốt công nghiệp của KUKA biến ý tưởng thiết kế của HagenHinderdael thành hiện thực © HagenHinderdael

Nắm rõ vật liệu: Ai Build là một đối tác giàu kinh nghiệm

HagenHinderdael đã mời Ai Build ở London, hãng từng làm việc với sợi in Reflow trong nhiều dịp, làm bên chế tạo của mình. Ai Build là một công ty Dịch vụ Phần mềm thành lập vào năm 2015, công ty này “hiện đang sử dụng 20 nhân sự và 5 rô-bốt của KUKA”, COO Michail Desyllas cho biết. Họ chủ yếu làm cho các công ty cấp 1 trong lĩnh vực hàng không, ô tô, xây dựng, hàng hải và năng lượng. Tuy nhiên, Desyllas cũng cho biết là giới kiến trúc sư và thiết kế cũng đang tỏ ra quan tâm nhiều hơn tới hãng này.

Độ bền và tính thẩm mỹ cần được bảo đảm mà không cần đến sự can thiệp của con người

Việc sáng tạo ra các chi tiết cho buổi trưng bày ở Milan thực sự là một nhiệm vụ mới và đầy thú vị đối với Ai Build. Theo Desyllas, “thách thức lớn nhất trong dự án đặc biệt này đó là dạng hình học của các bộ phận và lớp hoàn thiện thẩm mỹ như mong muốn. Điều này có nghĩa là không cho phép có hỗ trợ”. Công nghệ in 3D phải cho ra các mô-đun đủ hoàn hảo và không được có sự can thiệp của con người. Ai Build quyết định sử dụng KR30 L16 (sê-ri KR IONTEC) và KR90 R2700 (sê-ri KR QUANTEC) cho công việc này, “bởi những mẫu rô-bốt này đủ tầm để sản xuất được những bộ phận này. Rô-bốt cũng được tích hợp hoàn toàn với phần mềm của chúng tôi, điều này cho phép chúng tôi thực hiện giám sát chất lượng trong thời gian thực và nhận thông báo khi có lỗi”, Desyllas chia sẻ.

Thiết kế phức tạp: Rô-bốt công nghiệp của KUKA và phần mềm Ai Sync từ Ai Build cho phép in nội thất 3D vừa chắc chắn, vừa có tính thẩm mỹ tốt © Ai Build

Hai rô-bốt của KUKA mang đến tính đa dạng cho thiết kế 3D

Thời gian từ lúc nhận đơn hàng đến khi hoàn thiện nội thất mất không đến hai tuần. Do ý tưởng là TWINE phải trông tự nhiên như những ngọn sóng biển, Ai Build đã tạo nên một khuôn có dạng hai đường cong để hỗn hợp in 3D nguội và hóa cứng. Chi tiết nhỏ hơn được tạo bởi KR30 L16, chi tiết rộng hơn được tạo bởi KR90 R2700, cả hai đều trang bị hệ thống ép đùn sợi in. Hệ thống này có thể chứa tới bốn luồng sợi in khác nhau, có màu khác nhau, cho phép thay đổi mức độ trong suốt.

Hệ thống của KUKA cộng tác với Ai Build đã phát triển được một loại nền cho quy trình này. Vật liệu nóng có thể chảy vào nền này và hóa cứng © Ai Build

Sản xuất bồi đắp: Tầm quan trọng của thời điểm

Desyllas thừa nhận rằng việc cho sợi in rPETG nóng từng lớp một lên khuôn là một việc hơi rắc rối: “Mỗi lớp cần được đặt xuống trong một khung thời gian nhất định. Lớp sau cách lớp trước không quá nhanh để tránh bị chùng và không quá chậm để tránh bị vấn đề về kết dính.” Nhưng nhờ chuẩn bị tốt cũng như sự cần mẫn của rô-bốt mà họ đã thành công trong việc tạo nên sản phẩm nội thất có tính thẩm mỹ, bền, thoải mái, sẵn sàng để được ngồi lên. Mỗi chi tiết TWINE đều vượt qua các bài kiểm tra chất lượng mà theo Desyllas thì là do “phần mềm và con mắt theo dõi không ngừng của hệ thống camera trên rô-bốt” thực hiện. Sofia Hagen và Lisa Hinderdael rất hài lòng với kết quả, họ gửi TWINE tới Milan và đã chiếm được con tim của những người yêu nội thất nghệ thuật và thiết kế.

Phương pháp ứng dụng bằng máy in 3D cho phép nhiều cách kết hợp màu và tỉ lệ pha màu khác nhau © HagenHinderdael

Được tạo ra để đi khắp thế giới

Mặc dù không dành được giải thưởng RO PlasticPrize, hành trình của TWINE mới chỉ bắt đầu. Vào cuối tháng 9, TWINE đã tham gia vào show thiết kế mang chủ đề “Planted” trong Festival Thiết kế London năm nay. Vào tháng 3 năm 2022, TWINE sẽ được trưng bày tại Vorarlberger Architektur Institut ở Áo. Khi biết là mình có thể tin tưởng vào Ai Build và rô-bốt của KUKA, HagenHinderdael hiện đã sẵn sàng tùy chỉnh và sản xuất mẫu thiết kế TWINE cho những người yêu thích nghệ thuật và khách hàng doanh nghiệp trên toàn thế giới. Các chi tiết TWINE mới có thể được tùy chỉnh và sẽ do đối tác KUKA ở Ý là Caracol-AM thực hiện công đoạn in. “Họ sẽ sản xuất đồ nội thất bằng phần mềm của chúng tôi và Ai Build sẽ thử nghiệm từng sản phẩm mới với sự hợp tác của họ”, Michail Desyllas nói. Và phía sau tất cả chính là ý tưởng mang lại cuộc sống mới cho rác thải bệnh viện và thể hiện nét đẹp của vật liệu nhựa của Lisa Hinderdael và Sofia Hagen.

Có thể in 3D từng chi tiết: Ở KUKA Orange, TWINE chỉ mới ở giai đoạn thiết kế © HagenHinderdael

KUKA đã là đối tác của chúng tôi ngay từ đầu. Với số lượng rô-bốt mà họ có, họ đã giúp chúng tôi mở rộng quy mô của mình. Độ tin cậy và độ chính xác của rô bốt KUKA có ý nghĩa rất quan trọng đối với lĩnh vực in 3D khổ lớn.

Michail Desyllas, COO Ai Build, London