/
/
In 3D – Công Nghệ In Những Điều Kì Diệu

In 3D – Công Nghệ In Những Điều Kì Diệu

Phải làm thế nào khi bạn muốn làm một chiếc bánh với hình dạng đặc biệt mà bạn mong muốn ? Bạn có thể sử dụng chiếc khuôn hình tròn, hình vuông hay một cái có hình dạng nào khác mà trên thị trường có bán, sau đó, cắt tỉa theo đúng hình dáng mà mình mong muốn. Nhưng để làm được điều đó thì bạn phải chắc chắn mình là một người khéo léo. Nếu không chiếc bánh sẽ chẳng bao giờ ra được hình dạng mà bạn mong muốn. Vậy cách duy nhất là bạn cần có một cái khuôn. Nhưng làm thế nào để làm được cái khuôn đó ? Đơn giản lắm, hãy nhờ sự trợ giúp của công nghệ in 3D. Với công nghệ in 3D bạn có thể làm ra mọi thứ mà bạn đang tưởng tượng. Vậy công nghệ in 3D kì diệu như thế nào và làm thế nào để in ra một sản phẩm bằng công nghệ in 3D?

Công nghệ in 3D là gì?

Hãy thử tưởng tượng một vật thể vật lý sẽ được tạo ra từ bản thiết kế kĩ thuật số, thì công nghệ in 3D cũng hoạt động giống như vậy. Nó là một trong những phương thức tạo mẫu nhanh, hoạt động dựa trên nguyên tắc cơ bản là biến mô hình kĩ thuật số thành một vật thể cứng có thể nhìn thấy và cầm nắm được. Ta cần xử lý mô hình thiết kế bằng phần mềm máy tính để mô hình tách ra thành từng lớp mỏng. Khi in, vật liệu thực tế sẽ được xếp chồng lên nhau theo từng lớp trong máy in cho đến khi thu được thành phẩm cuối cùng.

Người chế tạo ra máy in 3D đầu tiên trên thế giới, kĩ sư Chuck Hull

Thời gian in thì phụ thuộc nhiều vào kích thước của sản phẩm. Nhưng so với việc tạo ra sản phẩm theo cách truyền thống thì công nghệ in 3D giúp tiếp kiệm nhiều thời gian hơn. Hơn thế nữa, công nghệ in 3D dễ dàng tạo ra các mẫu thiết kế phức tạp, nguyên liệu in 3D ngày càng phong phú, nên càng nhiều sản phẩm được làm ra với chi phí thấp, hạn chế sức người vì đã cắt giảm được các bước chế tạo phôi, gia công cắt gọt…

Bên cạnh những ưu điểm thì công nghệ in 3D cũng còn hạn chế về màu sắc và chất liệu, độ bền và độ chính xác còn thấp hơn các sản phẩm được sản xuất theo phương thức truyền thống.

Vật liệu phổ biến được sử dụng trong công nghệ in 3D

Vật liệu in 3D được chia làm 4 nhóm chính: Nhựa, bột, chất lỏng và vật liệu in 3D đặc biệt.

Nhựa (Plastic)

Nhựa hiện nay đang là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất để in 3D. Nhựa được sử dụng chủ yếu cho công nghệ FDM. Nhựa SLA và nhựa ABS hiện là 2 loại nhựa được ưa chuộng. Mỗi loại nhựa đều có những đặc tính và phục vụ cho những nhu cầu khác nhau.

  • Nhựa ABS: là loại Polyme gốc dầu mỏ, có độ cứng, có độ bền cao và độ chịu nhiệt cao. Nhựa ABS thường dùng để sản xuất các sản phẩm cho ngành gia dụng.
  • Nhựa PLA: là chất liệu có nguồn gốc sinh học. Nhựa PLA được tái tạo từ các nguyên liệu thiên nhiên như: bột ngô, mía, củ sắn. Khi in 3D, nhựa PLA được lựa chọn sử dụng nhiều hơn nhựa ABS do đặc tính thân thiện với môi trường và an toàn với sức khỏe con người. So với nhựa ABS thì nhựa SLA không bền và dẻo bằng nhưng lại có độ cứng cao hơn.

Bột (Power)

Bột sử dụng chủ yếu cho các máy in 3D SLS (máy in 3D kim loại, máy in 3D màu). Vật liệu này có khả năng tạo ra những sản phẩm có hình dạng khó. Tuy nhiên, vẫn chưa phổ biến vì giá thành cho loại vật liệu này còn khá đắt đỏ.

  • Polyamide: là loại bột có nguồn gốc dầu mỏ. Có thể tạo ra các sản phẩm cần độ dẻo cao và trong suốt.
  • Alumide: là vật liệu được pha trộn từ bột nhôm xám với bột Polyamide.
  • Multicolor: vật liệu dùng để in những sản phẩm nhiều màu sắc. Tuy nhiên, sản phẩm in ra lại dòn và lên màu không được tươi tắn.

Resins (Chất lỏng)

Resins là chất liệu tiên tiến và có chất lượng tốt được sử dụng nhiều nhất trong công nghệ in 3D SLA và DLP. Resins là một chất lỏng Polyme cảm quang. Khi có tia UV hoặc nguồn ánh sáng có tính kích mạnh, Resins sẽ tạo ra các lớp mẫu in xếp chồng lên nhau. Thành phẩm được in ra bằng vật liệu Resins có độ cứng và độ chính xác cao, đặc biệt có độ mịn rất tự nhiên. Chi phí cho việc sử dụng chất liệu này cũng không hề rẻ, chủ yếu được ứng dụng cho các sản phẩm cần độ tinh xảo và chính xác cao như chế tạo trang sức và nha khoa thẩm mỹ…

Các loại vật liệu in khác:

Ngoài ra, khi công nghệ in 3D ngày càng phát triển và có những bước chuyển mình để ứng dụng cho nhiều lĩnh vực, nguồn vật liệu càng trở nên phong phú. Trong ngành thực phẩm đã có vật liệu bằng đường kính, socola…; ngành hàng không vũ trụ có vật liệu bằng gốm, Titanium; ngành y tế có mô, tế bào.

Các ứng dụng của công nghệ in 3D trong sản xuất và đời sống

Sẽ không phải nói quá khi ví công nghệ in 3D là công nghệ in ra những giấc mơ. Trong tương lai, nó có khả năng biến những sản phẩm tưởng tượng của con người thành sự thật. Với khả năng tạo mẫu nhanh, công nghệ in 3D sẽ có thể thống trị mọi lĩnh vực mà nó chạm đến. Theo các nhà phân tích kinh tế Thế giới, công nghệ in 3D trong tương lai là công nghệ mà bất cứ doanh nghiệp hay ngành công nghiệp sản xuất nào cũng phải hướng tới. Và nhờ có những ứng dụng tuyệt vời, công nghệ in 3D cần được các quốc gia quan tâm và biến nó thành một công cụ hữu ích trong quá trình phát triển kinh tế, xã hội.

Ngành công nghiệp sản xuất và chế tạo

Hiện nay, công nghệ in 3D được ứng dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp sản xuất và chế tạo do yêu cầu tạo ra sản phẩm ở ngành này đang là lớn nhất. Công nghệ in 3D có khả năng in ra những chi tiết có hình dạng cấu tạo phức tạp thay thế cho việc phải gia công các chi tiết bằng phương pháp truyền thống như: mài, đục, đẽo… Điều này cho phép các xưởng sản xuất tiếp kiệm được nhiều thời gian, cắt giảm lượng phế liệu và giảm thiểu được chi phí sản xuất.

Trong ngành công nghiệp ô tô, các kĩ sư không chỉ sản xuất một vài bộ phận và chi tiết của ô tô bằng công nghệ in 3D, mà thậm chí họ còn làm ra một chiếc xe hoàn chỉnh bằng công nghệ này. Chiếc xe có tên là Urbee, được sản xuất toàn bộ bằng công nghệ in 3D. Công nghệ in 3D đã giúp tiếp kiệm tối đa nguyên liệu khi sản xuất chiếc ô tô này.

Công nghiệp điện tử đòi hỏi nhiều bộ phận có cấu tạo phức tạp và được làm bằng các chất liệu khác nhau. Và in 3D là một công cụ không thể thiếu cho việc chế tạo ra những bộ phận đó.

Còn với ngành công nghiệp thời trang thì sao? Một ngành đòi hỏi nhiều sự sáng tạo, cá tính thì liệu công nghệ in 3D có cần thiết? Điều đó là đương nhiên, vì khả năng tạo ra các sản phẩm từ trí tưởng tượng của con người, công nghệ in 3D thừa sức giúp các nhà thiết kế thời trang tạo ra những bộ cánh độc và lạ.

Trong ngành công nghiệp quốc phòng, đã có những khẩu súng được tạo ra từ máy in kim loại 3D. Công nghệ in 3D được coi là một lợi thế trong ngành này vì khả năng in mẫu nhanh, tiếp kiệm nguyên liệu. Nhờ đó, có thể tiến hành sản xuất ngay trên chiến trường.

Một ngành công nghiệp mà in 3D để lại tiếng vang lớn nhất chính là công nghiệp hàng không vũ trụ. Thành tựu của công nghệ in 3D không chỉ dừng lại ở việc đã chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp ở máy bay mà còn được Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (Nasa) sử dụng để sản xuất một số bộ phận đặc biệt của tàu vũ trụ trực tiếp trong không gian vũ trụ.

Công nghệ in 3D cũng được sử dụng trong việc tạo ra nhiều loại thực phẩm trong ngành ẩm thực. Hiện nay, trên thế giới, sô-cô-la và bánh kẹo đã được nhiều công ty sản xuất bằng công nghệ in 3D. Trong tương lai, việc tìm ra những nguồn nguyên liệu mới có thể in ra những món ăn thường ngày như thịt, cá,… Điều này làm giảm bớt áp lực cho ngành nông nghiệp, hạn chế việc giết mổ động vật.

Ngành y học

Sự có mặt của công nghệ in 3D thực sự đã giúp ngành y học có những bước tiến mới. Bằng việc in ra được các mô hình sinh học, có những ca phẫu thuật cấy ghép khó đã được diễn ra thành công. Công nghệ in 3D còn hỗ trợ các bác sĩ trong việc thử nghiệm các phương pháp mới, công nghệ y học mới. Trong tương lai, công nghệ này còn được kì vọng là sẽ in được các bộ phận quan trọng trên cơ thể con người để thay thế cho những bộ phận bị hỏng.

Giáo dục

Công nghệ in 3D hỗ trợ đắc lực cho giảng dạy ở các trường học, đặc biệt trong các môn học khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Sinh viên sẽ được trực tiếp lên ý tưởng và tạo ra các sản phẩm bằng công nghệ in 3D. Điều này, tạo ra sự hứng thú trong học tập và tăng khả năng sáng tạo của sinh viên.

Kiến trúc và xây dựng

Trên thế giới, đã có những tòa nhà được xây dựng băng những chiếc máy in 3D khổng lồ. Nguyên liệu chủ yếu để in xây dựng là nhựa, cát và bê tông. Chắc chắn trong tương lai công nghệ in 3D sẽ được sử dụng rộng rãi trong xây dựng vì đem lại những cải tiến vượt bậc trong chất lượng công trình, tăng tốc độ thi công, giảm chi phí, hạn chế sức người và đặc biệt giảm thiểu đáng kể lượng chất thải ra môi trường.

Trong gia đình

Máy in 3D không còn là một sản phẩm quá xa xỉ nên dần trở thành một thiết bị trong các gia đình. Sở hữu máy in 3D cho phép chúng ta in bất cứ thứ gì mà chúng ta muốn cho ngôi nhà của mình. Một chiếc máy in nhỏ nhắn để bàn có thể giúp chúng ta có được những món đồ chơi hay những vật dụng, đồ dùng trang trí mà mình thích.

Công nghệ in 3D đang có những bước chuyển mình vô cùng mạnh mẽ và trở thành một trong những công nghệ không thể thiếu được trong quá trình phát triển của Thế giới. Hi vọng với những ứng dụng tuyệt vời của mình, công nghệ in 3D sẽ in ra được những sản phẩm hữu ích phục vụ cuộc sống con người.

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on google
Share on pinterest
Share on skype
Share on email