Sự phát triển của công nghệ đem đến nhiều hơn những trải nghiệm cho công việc sản xuất và đời sống, trong đó nổi bật lên chính là công nghệ in 3D.
Công nghệ in 3D được phát triển vào cuối những năm 1980, với cái tên là công nghệ Rapid Prototyping. Giờ đây công nghệ in 3d được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, công nghệ tạo mẫu nhanh giúp các doanh nghiệp biến các sáng kiến, ý tưởng của mình thành các sản phẩm thực tế một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất.
Cùng HANOICOMPUTER tìm hiểu về in 3D và những ứng dụng mà nó đem lại
Công nghệ in 3D là gì?
Công nghệ in 3D là phương pháp phân tách mô hình 3D thành các lớp (layer) xếp chồng lên nhau. Được thực hiện thông qua các máy in 3D chuyên dụng bằng nhiều bằng chất liệu như nhựa, resin, hoặc kim loại tùy theo từng loại công nghệ riêng. Ngày nay công nghệ in 3D phát triển rất đa dạng, với mỗi sản phẩm 3D có thể được in ra với nhiều loại vật liệu khác nhau, vật liệu dạng khối, dạng lỏng, dạng bột bụi. Với mỗi loại vật liệu cũng có nhiều phương thức để in như sử dụng tia laser, dụng cụ cắt, đùn ép nhựa,… Cách thức in thì có in từ dưới lên, in từ đỉnh xuống. Nó cho phép các nhà thiết kế có thể tạo ra các mẫu thí nghiệm vật lý chính xác từ mô hình 3D CAD chỉ trong vài giờ đồng hồ. Bên cạnh đó cho phép các nhà thiết kế tự do sáng tạo các chi tiết có độ phức tạp cao với chi phí thấp hơn nhiều so với các phương khác.
Ứng dụng trong cuộc sống
Công nghệ in 3D đang ngày càng phát triển, không chỉ giúp cho việc chế tạo khuôn mẫu được chính xác và dễ dàng hơn mà còn tìm được nhiều ứng dụng trong thực tế cuộc sống. Công nghệ in 3D đang được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp sản xuất chế tạo, y khoa, kiến trúc, xây dựng… Vì vậy, in 3D mở ra tiềm năng về lợi thế chi phí sản xuất, cải tiến quy trình và cả sản phẩm cho các nhà cung cấp trong một số trường hợp cụ thể.
Ngành công nghiệp ô tô
Các yêu cầu quan trọng cho sản xuất ô tô như giảm trọng lượng xe, vật liệu chế tạo/năng lượng nhiên liệu tiêu thụ của xe; các bộ phận với thiết kế hình học phức tạp, đảm bảo khả năng chịu lực. In 3D giúp cải tiến quy trình sản xuất, rút ngắn thời gian sản xuất, tiết kiệm chi phí cho quá trình gia công.
Ngành y tế
Ngày nay, in 3D được ứng dụng trong lĩnh vực y tế từ các chế tạo công cụ và hướng dẫn phẫu thuật đến các bộ phận nhân bản của cơ thể người ( sọ, hông, đầu gối, cột sống…v.v) để lập kế hoạch trước phẫu thuật. Việc sản xuất trực tiếp các thiết bị y tế tùy chỉnh, bao gồm các bộ phận giả và thiết bị nha khoa chi phí thấp như aliners và cầu răng bằng công nghệ in 3D cũng ngày càng được đẩy mạnh và phổ biến.
Ngành hàng không – vũ trụ
Để đảm bảo tính khí động động học cũng như trọng lượng các máy bay chuyện dụng, máy bay thương mại, các công ty sản xuất máy bay đã áp dụng in 3d vào sản xuất các chi tiết của máy bay, bằng các chất lượng có trọng lượng nhẹ hơn các chất liệu truyền thống nhưng vẫn đem lại độ bền tương đương.
Cơ quan Hàng không Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất một số bộ phận đặc biệt cho tàu vũ trụ. Hơn thế, NASA đã thực hiện việc in ấn này ngay trong không gian vũ trụ. Năm 2014, NASA đã đưa máy in 3D đầu tiên tới Trạm Không gian Quốc tế (ISS). Thiết bị thực hiện sứ mệnh này là một máy tạo mẫu nhanh sử dụng công nghệ Fused Deposition Modeling (FDM) được thiết kế để sản xuất những bộ phận làm bằng nhựa ABS, được chế tạo và vận hành bởi Mountain View, trực thuộc công ty Made in Space, California. Mục tiêu của dự án này là chứng minh tính khả thi của việc in 3D (AM) trong môi trường không trọng lực ngoài vũ trụ.
Ngành công nghiệp điện tử
Công nghiệp điện tử cũng là một trong những ngành ứng dụng đầu tiên của in 3D. Máy in 3D đã được sử dụng để chế tạo các bộ phận phức tạp đặc biệt từ các chất liệu khác nhau và đã mở ra một trào lưu mới của ngành công nghiệp này. Khi áp dụng công nghệ này thì những chi tiết phức tạp được in ra một cách nhanh chóng và chuẩn xác hơn rất nhiều.
Thực phẩm
Sản xuất đắp dần thực phẩm đang được phát triển bằng cách ép ra thực phẩm thành các vật thể ba chiều từng lớp một. Một lượng lớn các loại thực phẩm thích hợp, chẳng hạn như sô cô la và kẹo, và các loại thực phẩm phẳng như bánh quy giòn, mì ống, và pizza.
Một số cột mốc đáng nhớ mà công nghê in 3D từ khi ra đời đem lại:
- 1999: Một bộ khung bằng các chất liệu tổng hợp 3D được cấy vào một bệnh nhân người đang phẫu thuật nâng bàng quang.
- 2002: Một quả thận 3D thu nhỏ được thiết kế hoạt động để có thể lọc máu và tạo ra nước tiểu loãng. Dấu mốc quan trọng này khiến các nhà khoa học nghiên cứu công nghệ in 3D để in nội tạng.
- 2006: Máy thiêu kết Laser chọn lọc (SLS) đầu tiên xuất hiện trên thị trường. Máy SLS sử dụng tia laser để hợp nhất vật liệu thành vật thể 3D. Bước đột phá này cho phép sản xuất hàng loạt, tùy chỉnh và sản xuất theo yêu cầu các bộ phận công nghiệp.
- 2008: Chiếc chân giả đầu tiên được in 3D và cấy ghép (bao gồm đầu gối, bàn chân..v.v.).
- 2009: Một mã nguồn mở về phần cứng được công khai cho phép mọi người tạo và in các vật thể 3D của riêng họ một cách không tốn kém.
- 2011: Chiếc máy bay mô hình đầu tiên được sản xuất bằng công nghệ in 3D, nó có cánh hình elip dài 2m, nó có thể đạt tốc độ tối đa lên tới 161 km/giờ.
- 2012: Một hàm dưới được sản xuất bằng công nghệ in 3D và cấy ghép vào một cụ bà 83 tuổi bị nhiễm trùng xương mãn tính
Tổng kết
Không khó để nhận thấy rằng công nghệ in 3D đang phát triển nhanh và đang trên đường đến với từng hộ gia đình. Tại Eindhoven, Hà Lan những ngôi nhà được thiết kế và xây dựng 100% bằng công nghệ in 3D đã được đưa vào sử dụng, bên cạnh đó các công ty ở Hoa Kỳ gần đây đã giới thiệu các mặt hàng thực phẩm in 3D đầu tiên ( bánh mì ravioli, socola… ) và pin in 3D. Trong tương lai gần in 3D sẽ trở lên thân quen với mọi người, in 3D giúp ích nhiều cho cuộc sống cũng như công việc. Dựa trên những ứng dụng, ưu điểm công nghệ in này thì có thể khẳng định in 3D đang và sẽ phát triển hơn nữa trong tương lai.
Đăng bình luận về bài viết này