Tương lai thuộc về công nghệ in 3D
Trong thời đại công nghệ phát triển nhanh như hiện nay đa số chúng ta đều nghe đến những cụm từ như tivi 3D, phim 3D, dàn âm thanh vòm 3D… Song có một khái niệm khác đang làm thay đổi cuộc sống nhân loại là “công nghệ in 3D”. Đây là công nghệ có tính đột phá có tác động tích cực trong nhiều lĩnh vực, trong đó có ngành viễn thông và sản xuất thiết bị di động thế giới.
Công nghệ in 3D là gì?
Đây vẫn là câu hỏi nhiều người quan tâm nhưng vẫn chưa có một khái niệm nào đáp ứng được đầy đủ nhất bản chất của câu hỏi đặt ra. Vì vậy tác giả bài viết muốn bạn hãy cứ hiểu “nôm na” rằng “Chúng ta tự mình hình dung một cái gì đó có dạng vật thể, vẽ nó ra bằng phần mềm thích hợp trên máy vi tính. Sau đó in nó ở dạng ba chiều, bất kể nó có bao nhiêu thành phần, cấu tạo bởi nhiều chất liệu khác nhau, thì kết quả cuối cùng chúng đều được khớp lại để tạo ra thứ bạn đã hình dung. Vật thể được tạo ra có độ hoàn chỉnh từng milimet, chính xác đền từng chi tiết nhỏ nhất”. Đây chính là cách hiểu đơn giản nhất về công nghệ in 3D!
Một sản phẩm do in 3D tạo ra
Ví dụ đơn giản “Bạn đang sở hữu một chiếc smartphone hay máy tính bảng, nhưng bạn muốn một sự khác biệt riêng cho mình. Bạn có thể hình dung thêm một loại phụ kiện nào đó mà mình thích, bạn lập bản vẽ bằng máy vi tính và sau đó máy in 3D cho ra sản phẩm. Tất cả như một quy trình thiết kế công nghệ khép kín và mang dấu ấn đặc trưng của chính bạn, điều đó thật đáng quan tâm phải không?.
Máy in 3D đầu tiên phát minh vào năm 1986 bởi Charles Hull, được chế tạo dựa trên một kỹ thuật gọi là steriolithography (SLA). Ở đây, một bệ đỡ được đặt bên trong một thùng chứa một loại polyme lỏng có thể làm cứng khi chiếu một loại ánh sáng thích hợp (Liquid Photocurable Polymer). Dựa trên hình dạng của đối tượng muốn tạo ra, một chùm tia laser UV được điều khiển bởi một máy vi tính sẽ chiếu lên bề mặt trên cùng của polyme lỏng, làm cho một lớp pholyme cứng lại. Quá trình này được lặp đi lặp lại, hết lớp này đến lớp khác cho đến khi đối tượng đã hoàn toàn được in.
Cho đến ngày nay, in SLA của Hull vẫn còn là một trong các phương pháp in 3D chính xác nhất, với độ dày mỗi lớp nhỏ nhất có thể thực hiện lên đến 0.06mm. Quy trình in 3D đã mở rộng rất nhiều kể từ khi nguyên mẫu của Hull, đặc biệt là trong 10 năm qua.
Ngoài ra còn một số phương pháp in 3D khác là Selective Laser Sintering-SLS, Multi-Jet Modeling-MJM, Fused Deposition Modeling-FDM… Các phương pháp tuy khác nhau nhưng đều lấy nguyên lý tạo lớp theo đối tượng của Hull để tạo ra sản phẩm từ ý tưởng. Trước đây in 3D thường chỉ trên các chất liệu như vải nhưng giờ đây in 3D có thể áp dụng trên nhiều loại vật liệu khác nhau là vải, nhựa, gỗ, sứ, kim loại, thậm chí là cát. Ngoài ra nhằm nâng cao tính thẩm mỹ, độ bền và giảm giá thành sản phẩm thì in 3D hiện có thể áp dụng với một số loại vật liệu tổng hợp, hợp kim thể rắn.
Kích thước của các máy in cũng hết sức đa dạng, từ loại rất nhỏ đến các bộ máy thương mại quy mô lớn có khả năng sản xuất phần thân của một chiếc xe ô tô nhỏ. Các nhà sản xuất máy in 3D có tên tuổi hiện nay bao gồm 3D Systems, Stratasys, Fortus 3D Manufacturing Systems, Solidscape, ZCorp, EnvisionTEC…
Máy bay sản xuaatr nhanh nhất thế giới: 1 tuần!
Hiện nay có một số công ty công nghệ đang sử dụng máy in 3D để sản xuất các linh phụ kiện cho các thiết bị di động là điện thoại, máy tính bảng hay laptop. Lợi nhuận từ in 3D ở thời điểm hiện tại vào khoảng 1.7 tỷ đô la mỗi năm, dự đoán vào năm 2015 nó sẽ đạt 3.7 tỷ đô la.
Ứng dụng thiết thực vào cuộc sống
Với sự cần thiết phải nhanh chóng tạo mẫu sản phẩm (như sản xuất khuôn mẫu), phần lớn các máy in 3D được sử dụng để sản xuất thương mại. Đây là một thay thế tuyệt vời cho các phương pháp truyền thống, đặc biệt là khi sản xuất các mô hình có hình dạng phức tạp, đòi hỏi quá nhiều thời gian và có thể khá đắt tiền.
Trong nghành viễn thông và sản xuất thiết bị đầu cuối thì công nghệ in 3D hứa hẹn sẽ tạo ra nhiều sản phẩm có tính đột phá, tiết kiệm được rất nhiều thời gian và nhiều sản phẩm mới. Những sản phẩm công nghệ xuất hiện trong một số loạt phim viễn tưởng của Mỹ thời gian qua tương lai gần sẽ trở thành hiện thực.
Máy in 3D cho phép các kỹ sư kiểm tra sự phù hợp của các bộ phận khác nhau trước khi đưa vào sản xuất đại trà, tránh tổn thất tối đa thời gian và vật liệu. Nó cũng cho phép các kiến trúc sư tạo ra các mô hình quy mô nhỏ có chi tiết cao, nhưng chi phí thấp, và các nhà khảo cổ học tạo ra các bản sao của các xương hóa thạch với tỉ lệ nguyên gốc.
Máy in 3D tạo...xương người!
Một lĩnh vực thực sự quan tâm đến in 3D là chăm sóc sức khỏe. Điều này đặc biệt đúng trong nha khoa, những kỹ thuật viên nha khoa am hiểu công nghệ đã sử dụng công nghệ này để tạo ra thân răng, cầu răng, và răng giả. Các lĩnh vực khác của sản xuất có sử dụng in ấn 3D bao gồm ô tô, đồ trang sức, ánh sáng, đồ gỗ, đồ chơi, đóng gói và thậm chí là sản xuất…thực phẩm như thịt!
Ngoài ra quân đội Mỹ còn thử nghiệm sử dụng máy in 3D sản xuất các thành phần phụ tùng của xe tăng, xe bọc thép và xe đặc chủng. NASA cũng đã thử nghiệm với một máy in 3D và do thành công của chương trình này, họ vừa công bố một sáng kiến để mang một máy in 3-D lên Trạm vũ trụ quốc tế (ISSS) để sản xuất các bộ phận tàu vũ trụ, các công cụ cho các nhà du hành vũ trụ, vệ tinh, và nhiều hơn nữa.
Triển vọng cho các thiết bị di động tương lai
Công nghệ in 3D có thể còn mới mẻ nhưng nó thật sự là công nghệ đột phá và không uổng phí khi hàng triệu đô la được đầu tư nghiên cứu trong những thập niên qua. Đối với nghành công nghiệp sản xuất các thiết bị di động như máy tính bảng, điện thoại di động thì in 3D đang tạo ra bước ngoặt thật sự.
Hiện nay một số đại gia công nghệ như Google, Sony, Samsung, Apple hay Asus đều đang tập trung nghiên cứu ứng dụng in 3D vào các sản phẩm của mình sản xuất. Trong đó hướng đến nhiều nhất là tạo nên các sản phẩm ngày càng có độ chuẩn xác cao, tạo ra những khuôn mẫu sáng tạo, đạt độ thẩm mỹ cao. Trong đó các ông lớn đặt tham vọng mong muốn từ những dòng slogan, logo, kỹ hiệu bên ngoài đến các bộ phận bên trong những chiếc máy tính bảng, điện thoại di động đều toát lên đặc trưng của riêng mình.
Nắp lưng Lumina 920 cũng được tạo nên từ công nghệ 3D tiên tiến
Ví dụ một sản phẩm có nhiều đóng góp của công nghệ in 3D là máy chơi game OUYA, thiết bị đang tạo tiếng vang lớn trên thị trường game quốc tế. OUYA là dự án trên Kickstarter khởi động vào tháng 8/2012 và đến ngày nay đã thu hút được hơn 8.5 triệu USD đầu tư với gần 65.000 người đăng ký ủng hộ. Điều đáng nói là các thành phần như Logo, case bảo vệ và tay cầm (gampad) của nó được tạo nên từ công nghệ in 3D. Những nhà phát triển dự án đã khai sinh sản phẩm từ ý tưởng, sau đó là những phác thảo trên máy vi tính và thành phẩm được tạo ra từ một chiếc máy in 3D trị giá 17.000 đô la Mỹ.
Ngoài ra đại gia Apple, công ty luôn đột phá về ý tưởng cũng đang rất tích cực nghiên cứu và đã có những thành quả đầu tiên với công nghệ in 3D. Theo đó Apple muốn tạo ra những chiếc iPhone, iPad, iPod đạt tiêu chuẩn “ba sao” trong sản xuất là siêu mỏng, siêu bền và siêu rẻ!
Còn đại gia Samsung chắc chắn không muốn bị tụt hậu so với thế giới, đặc biệt là với Apple. Thế nên không có gì lạ khi rò rỉ thông tin ông lớn Hàn Quốc đã cho ra các sản phẩm “demo” đầu tiên như smartphone, table bằng công nghệ in 3D. Xu hướng của thiết bị di động có độ dày ngày cảng mỏng, viền màn hình ngày càng thu gọn và dung lượng pin được cải thiện cũng xuất phát từ hình dung 3D là vậy.
Cảm ơn Hull vì tất cả!
Hiện nay, các loại máy in 3D trên thị trường có giá từ 17.000 USD/ máy như chiếc HP Designjet 3D đến trên dưới 1.000 USD/ máy như chiếc MakerBot mà công ty MakerBot Industries (Mỹ) đang cung cấp, thường chỉ được trang bị trong các trường đại học, các công ty thiết kế công nghiệp. Tuy nhiên với xu hướng chung thì tương lai không xa các thiết bị sẽ có giá thành thấp hơn, hướng đến sự xuất hiện của chúng trong mỗi gia đình.
Hãy cứ thử tưởng tượng chiếc điện thoại hay máy tính bảng của bạn bị rơi vỡ, cấn bể một bộ phận nào đó. Thay vì ra tiệm hay chờ đợi để đặt hàng phụ kiện thay thế, chúng ta có thể sản xuất ngay theo ý muốn và nhu cầu cá nhân bằng máy in 3D, đó quả là một điều tuyệt vời.
Nguồn: DUNGDT2
