25 năm vận hành bền bỉ tại Royal Opera House London

Ngay cả trước khi được hiện đại hóa, khu vực máy móc phía trên của Nhà hát Opera Hoàng gia đã mang đến một khung cảnh ấn tượng với năm dãy dầm thép chuyển động theo phương thẳng đứng, được trang bị hàng loạt đèn halogen chiếu điểm. Vào năm 2000, igus® đã cung cấp một hệ thống xích dẫn cáp zig‑zag được thiết kế riêng để dẫn hướng an toàn cho số lượng lớn cáp trong quá trình chuyển động thẳng đứng. Hệ thống này đã vận hành ổn định, tin cậy và không gặp sự cố cho đến hết vòng đời sử dụng.

Tuy nhiên, với việc chuyển sang công nghệ LED hiện đại vào năm 2025, các yêu cầu đã thay đổi hoàn toàn: mặc dù hệ thống chiếu sáng mới giúp tiết kiệm khoảng 90% năng lượng, nhưng trọng lượng lại lớn hơn đáng kể. Do các điểm treo hiện hữu chỉ có khả năng chịu tải giới hạn, cần phải phát triển một kết cấu đỡ hoàn toàn mới, nhẹ hơn – bao gồm cả hệ thống cấp năng lượng phù hợp. Để thực hiện dự án này, nhà hát đã hợp tác cùng chuyên gia công nghệ sân khấu HOF và đội ngũ kỹ sư thiết kế dự án của igus®.

Khoảng thời gian dành cho bảo trì và đổi mới kỹ thuật trong các nhà hát luôn rất hạn chế: chỉ có bốn tuần giữa các mùa biểu diễn. Khi sân khấu mở màn trở lại vào tháng 9, mọi hệ thống phải vận hành hoàn hảo.

Các hệ thống tời đèn mới, do HOF phát triển, triển khai và lắp đặt, hiện bao gồm năm dãy giàn nhôm, mỗi dãy dài 21 mét. Các giàn này có thể di chuyển với tốc độ lên tới 250 mm/s và đạt độ cao hơn 25 mét. Mỗi dãy gồm ba mô-đun đặt sát nhau, có thể vận hành độc lập. Mỗi mô-đun bao gồm một giàn dưới lắp đèn chiếu sáng và một giàn chính chịu tải – và chính tại đây, hệ thống e-chain® mới cần được tích hợp.

Nhà hát Royal Opera House tổ chức tới 285 buổi biểu diễn mỗi năm, cùng số lượng tương đương các buổi tập. Các hệ thống chiếu sáng được vận hành liên tục từ 7 giờ sáng đến 11 giờ đêm. Do đó, toàn bộ hệ thống phải hoạt động ổn định dưới tải trọng liên tục, đồng thời vận hành êm ái và không gây ảnh hưởng thị giác, nhằm không làm gián đoạn trải nghiệm biểu diễn.

Khi đội ngũ igus® được giao nhiệm vụ cung cấp hệ thống cấp năng lượng phù hợp, ban đầu cũng đã xem xét những giải pháp e-chain® khác vốn được ứng dụng hiệu quả trong công nghệ sân khấu, chẳng hạn như e-spool® có động cơ, nơi xích dẫn cáp được cuộn vào. Tuy nhiên, do khối lượng cáp rất lớn, giải pháp zig-zag, trong đó xích dẫn cáp gập và mở, một lần nữa chứng minh là lựa chọn tối ưu nhất.

Hai thông số trọng lượng và độ êm khi chuyển động là những thách thức lớn nhất trong dự án này. Các hệ thống zig-zag thường tạo ra dao động dạng con lắc nhẹ, phụ thuộc vào hình học cụ thể của từng hệ thống. Hiện tượng này càng bị khuếch đại bởi số lượng lớn và khối lượng nặng của cáp: các thử nghiệm ban đầu cho thấy độ lệch ngang lên tới một mét. Sau các thử nghiệm nguyên mẫu trực tiếp tại hiện trường, rõ ràng hiệu ứng này cần được giảm đáng kể để đảm bảo vận hành an toàn, êm ái và yên tĩnh. Song song đó, khối lượng của các hộp dẫn hướng ban đầu cũng phải được giảm, từ 200 kg xuống dưới 150 kg.

Vấn đề dao động con lắc đã được giải quyết bằng cách sử dụng bố trí xích dẫn cáp zig‑zag đảo chiều. Một phiên bản thu nhỏ đã được thử nghiệm thành công tại trụ sở igus® ở Cologne: độ lệch đã được giảm xuống chỉ còn 20mm, mức chỉ có thể đo được bằng công nghệ laser độ chính xác cao.

Việc giảm trọng lượng hộp dẫn hướng tới 50kg cũng đã được thực hiện thành công. Phương án ban đầu với lồng thép dày 2,5mm đã bị loại bỏ và thay thế bằng nhôm. Sau khi phân tích kết cấu và ứng suất, vật liệu dư thừa tiếp tục được giảm, đưa tổng trọng lượng xuống dưới 150kg.

Đúng thời điểm lắp đặt vào tháng 8, igus® đã bàn giao 20 hệ thống zig‑zag hoàn chỉnh, sẵn sàng lắp đặt cho nhà hát, được trang bị xích dẫn cáp e‑chain® dòng E4.56 kèm cáp. Các bó cáp nặng 112kg bao gồm cáp động cơ, bus, dữ liệu, sợi quang và điều khiển, được phát triển chuyên biệt cho các ứng dụng chuyển động liên tục.

Tổng cộng hiện có khoảng chín tấn xích dẫn cáp với tổng chiều dài hơn 1km được lắp đặt trong hệ thống treo đèn. Các xích mở và đóng khi các dàn đèn di chuyển lên xuống hơn 25m – ổn định, êm ái và kín đáo như trước đây. igus® tin tưởng rằng thế hệ hệ thống mới này sẽ vượt trội hơn về độ bền so với các giải pháp tiền nhiệm.

igus® đã thu hồi các xích dẫn cáp đã qua sử dụng và đưa chúng quay trở lại vòng tuần hoàn vật liệu thông qua chương trình tái chế Chainge Theo đó, 2,4 tấn vật liệu được tái sử dụng thay vì trở thành chất thải,  góp phần giúp nhà hát đạt được các mục tiêu phát triển bền vững.