In 3D là gì?
Trong tiếng Anh, 3D là viết tắt của three-dimensional, có nghĩa là “ba chiều”. In 3D hay còn gọi là công nghệ bồi đắp vật liệu, là một quá trình kết hợp các công đoạn khác nhau để tạo ra các vật thể có chiều dài, chiều rộng và chiều cao.
Cụ thể, để bắt đầu quy trình, kỹ thuật viên sẽ sử dụng một file thiết kế đã chuẩn bị sẵn hoặc dùng máy quét 3 chiều, quét vật thể cần in để chuyển thành file thiết kế CAD, đưa vào máy tính. Sau các thao tác cắt, phân lớp, nhiều lớp vật liệu như kim loại, nhựa, resin,… sẽ được đắp chồng lên nhau, định dạng thông qua các thiết lập trên máy tính và được in ra thành vật thể bằng loại máy in 3D chuyên dụng.
Công nghệ in 3D đã được phát triển và ứng dụng vào thực tế từ những năm 1980 bởi Charles Hull (người sáng lập công ty in 3D danh tiếng Systems Corporation). Tuy nhiên, thời điểm đó giá thành để sản xuất một máy in 3D rất đắt, khoảng 100.000 USD, thậm chí là 400.000 USD. Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến sức mua và sự phổ biến của công nghệ này.
Sau hơn 40 năm phát triển, ngày này ứng dụng của nó trong thực tế đã đa dạng hơn rất nhiều. Bạn có thể bắt gặp rất nhiều đồ dùng trong cuộc sống sử dụng công nghệ in 3D như đồ chơi trẻ em, chi tiết máy móc, ốp lưng điện thoại, răng giả,… với giá bán rất rẻ và cạnh tranh. In 3D có thể được sử dụng để tạo ra nhiều loại vật thể khác nhau, từ các mô hình đơn giản đến các sản phẩm phức tạp. Một số công ty cho rằng máy in 3D giúp tạo mẫu nhanh hơn 10 lần và rẻ hơn 5 lần so với quy trình R&D truyền thống.
Công nghệ in 3d là gì?
Có nhiều công nghệ in 3D khác nhau trên toàn thế giới, tuy nhiên có 3 công nghệ in lâu đời nhất và vẫn đang được áp dụng phổ biến nhất là:
Công nghệ in 3D FDM
FDM là phương pháp in 3D được sử dụng rộng rãi nhất ở cấp độ người tiêu dùng. Máy in 3D FDM hoạt động bằng cách nung chảy và đùn sợi nhựa nhiệt dẻo. FDM có độ phân giải và độ chính xác thấp nhất khi so sánh với SLA hoặc SLS. Thế nên FDM không phải là lựa chọn tốt nhất để in 3d các thiết kế phức tạp.
Ưu điểm: Đây là công nghệ in 3D có giá thành rẻ, người dùng có thể dễ dàng sửa chữa hoặc thay thế các chi tiết máy móc, in thành phẩm với số lượng lớn, tiết kiệm nguyên liệu tiêu tốn. Hiện nay, công nghệ FDM thường được dùng để sản xuất các sản phẩm có tính chịu lực cao. Đặc biệt, FDM có tốc độ tạo hình in 3D nhanh, sử dụng vật liệu không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh và sức khỏe con người.
Nhược điểm: Độ chính xác không cao, không thường được dùng trong lắp ghép, chế tạo ra các sản phẩm với khả năng chịu lực không đồng nhất. Với máy in 3D FDM thì độ chính xác của sản phẩm in phụ thuộc vào kích thước đầu phun và độ chính xác và tốc độ di chuyển của các trục tọa độ, nhất là xy. Chất lượng bề mặt in của sản phẩm trên máy FDM còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như độ kết dính giữa 2 lớp layer và khối lượng của lớp trên đè xuống lớp dưới và rất nhiều yếu tố khác như độ co ngót, cong vênh, sai lệch khi in.
Công nghệ in 3D SLA
SLA có độ phân giải cùng độ chính xác cao nhất, tạo nên các chi tiết sắc nét và bề mặt hoàn thiện, mịn màng nhất trong tất cả các công nghệ in 3D hiện nay, nhưng lợi thế lớn nhất của SLA là nằm ở tính linh hoạt của nó. Các nhà sản xuất vật liệu có thể sản xuất các loại resin với tính chất quang học, cơ tính và tính chất nhiệt tương đương với nhựa phổ thông.
Ưu điểm khi sử dụng máy in 3D SLA để sản xuất đó chính là cho ra các sản phẩm với độ chính xác cùng tính thẩm mỹ cao. Sản phẩm có độ bóng mịn cũng như là độ phân giải cao theo đúng nguyên mẫu của dữ liệu. Ngoài ra, vật liệu SLA thường có sẵn nên cho quá trình vận hành trở nên dễ dàng.
Tuy nhiên, bên cạnh đó máy in SLA cũng có những nhược điểm, gây khó khăn khi sử dụng công nghệ in 3D SLA là với các vật liệu tiêu chuẩn, sản phẩm được tạo ra có độ bền cơ học không cao. Đặc biệt, nếu như tiếp xúc trực tiếp thường xuyên với ánh sáng mặt trời.
Công nghệ in 3D SLS
SLS là công nghệ in sử dụng tia laser chiếu lên các lớp bột (kim loại hoặc polymer) làm chúng nóng chảy và kết dính với nhau tạo nên hình khối vật thể. Sản phẩm được sản xuất bởi công nghệ in 3D SLS có các đặc tính cơ học tuyệt vời, với độ bền chắc tương đương phương pháp đúc, ép nhựa.
Ưu điểm: Dễ dàng chế tạo sản phẩm có hình dạng phức tạp mà không tốn nhiều công, sản phẩm có độ bền và độ cứng cao. Có thể dễ dàng đưa vào sản xuất hàng loạt đạt năng suất cao.
Nhược điểm: Vì sử dụng laser năng lượng cao và các máy móc phức tạp nên chi phí cho kỹ thuật này thường khá cao.
Ứng dụng công nghệ in 3d là gì?
Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của công nghệ in 3D:
Trong công nghiệp thời trang:
Đã có những show diễn mà ở đó người mẫu trình diễn các trang phục được sản xuất 100% bằng công nghệ in 3D. Công nghệ in 3D đem lại nhiều lợi ích nổi bật cho ngành thời trang như tăng khả năng sáng tạo, tiết kiệm thời gian sản xuất, giảm chi phí và nhân lực, đặc biệt là góp phần tạo ra ngành công nghiệp thời trang bền vững.
Trong công nghiệp sản xuất:
Công nghệ này không chỉ được áp dụng để tạo ra các mẫu và khuôn mẫu sản phẩm, mà còn để sản xuất các chi tiết phức tạp và thậm chí là sản phẩm hoàn chỉnh. Lý do chính khiến công nghệ này được sử dụng rộng rãi trong môi trường công nghiệp là do nó cho phép sản xuất các mô hình có hình dạng phức tạp, cắt giảm phế liệu, tạo nhanh sản phẩm thử nghiệm theo yêu cầu. 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.
Trong công nghiệp oto:
Người ta sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất thử nghiệm các thiết kế, tạo mẫu và sản xuất một số bộ phận, công cụ lắp ráp đặc biệt. Mẫu linh kiện ô tô, phụ tùng ô tô in ra cho phép các nhà sản xuất có cái nhìn trực quan để đánh giá và sửa chữa các thiết kế, các mẫu in 3D có thể được lắp ghép thực tế để kiểm tra.
Trong ngành hàng không vũ trụ:
Đã có công ty ứng dụng công nghệ in 3D trong việc sản xuất ra các bộ phận máy bay, đặc biệt là các bộ phận có hình dạng phức tạp. Quan trọng hơn, người ta đang kỳ vọng rằng bằng cách đưa các máy in 3D ra ngoài không gian, các nhà du hành vụ trụ có thể tự sản xuất các bộ phận thay thế ngay khi cần thiết. Chỉ cần có máy in và vật liệu in ấn được dự trữ sẵn, khi có bất kỳ hỏng hóc gì trong các chuyến du hành vũ trụ, nhà du hành có thể nhận file thiết kế từ trái đất chuyển lên và trực tiếp in ra các bộ phận thay thế ở ngoài không gian.
Trong công nghiệp thực phẩm:
Đã có nhiều công ty chuyên về ứng dụng công nghệ in 3D trong thực phẩm được thành lập. Từ bánh kẹo ăn vặt lành mạnh, món ngon độc đáo trong nhà hàng đến thực đơn lập trình sẵn bổ sung dinh dưỡng toàn diện, kỹ thuật in thực phẩm 3D tân tiến đang tạo ra vô số ứng dụng thiết thực cho đời sống. Những món ăn làm ra bởi kỹ thuật tạo hình 3D không chỉ thỏa mãn trí tưởng tượng, giúp đơn giản hóa việc bếp núc mà còn có thể đáp ứng nhu cầu hấp thu đa dạng dưỡng chất của người tiêu dùng hiện đại.
Trong y tế:
In sinh học (bioprinting) đã mang lại nhiều thành công, dấu ấn đặc biệt đối với các ứng dụng in 3D trong y học. Đây là công nghệ in 3D sử dụng kết hợp các yếu tố sinh dưỡng, tế bào và vật liệu sinh học, cho phép các chuyên gia y tế có thể in ra các cơ quan nội tạng, bộ phận cơ thể, mô tế bào, răng, xương người,… phục vụ cho nhiều hoạt động nghiên cứu, giảng dạy hay điều trị thực tế lâm sàng. Từ đó, đưa y học, lĩnh vực chăm sóc sức khỏe phát triển lên một tầm cao mới.
Trong giáo dục:
In 3D cũng có những ứng dụng rất thiết thực, đặc biệt liên quan đến các môn học khoa học, công nghệ, kỹ thuật và kỹ năng toán học. Công nghệ này được sử dụng để tạo ra các mô hình học tập, giúp học sinh và sinh viên có thể tiếp cận với kiến thức một cách trực quan và sinh động hơn. Sinh viên có thể thiết kế và sản xuất các sản phẩm trong lớp học và có cơ hội thử nghiệm các ý tưởng, vừa học vừa làm với máy in 3D. Cách làm này làm tăng hứng khởi học tập, làm việc theo nhóm, tương tác trong lớp học cũng như hỗ trợ khả năng sáng tạo, kỹ năng máy tính, và khả năng tư duy ba chiều của sinh viên
Trong kiến trúc và xây dựng:
Kiến trúc và xây dựng dù mới chỉ ở giai đoạn đầu tiên nhưng đã có rất nhiều nỗ lực được thực hiện thành công trong việc xây dựng các toà nhà bằng các máy in 3D khổng lồ. Vật liệu phổ biến nhất cho in xây dựng là nhựa, bê tông và cát. Phương pháp in 3D trong xây dựng có thể mang lại những cải tiến đáng kể về chất lượng, tốc độ, chi phí, đặc biệt là trong chi phí lao động, cải thiện tính linh hoạt, đảm bảo an toàn xây dựng và giảm các tác động môi trường. Ngoài ra, người ta cũng dùng công nghệ in 3D để in ra các mô hình kiến trúc, các thiết kế căn hộ để phục vụ cho việc trưng bày hoặc kiểm tra lại thiết kế.
Trong gia đình:
Máy in 3D để bàn cho phép bạn sản xuất bất cứ thứ gì bạn muốn ngay trong căn nhà riêng của mình, tất nhiên là với kích thước phù hợp với máy in và các nguyên liệu có thể có. Các vật dụng yêu thích như đồ chơi, đồ dùng và đồ vật trang trí là những ứng dụng phổ biến nhất. Nhờ máy in 3D để bàn, mỗi người có thể tự thiết kế và sản xuất vật dụng theo yêu cầu riêng biệt, làm nên cá tính của bản thân.
Với sự tiện lợi và linh hoạt của nó, công nghệ in 3D dường như đang dẫn dắt thế giới vào một tương lai mới, nơi mà sự sáng tạo không có giới hạn và mọi người có thể tận dụng công nghệ để tạo ra những giá trị mới.
Trên đây là bài viết tìm hiểu vè công nghệ in 3D và một số ứng dụng thực tiễn của in 3D, hy vọng những thông tin mà bài viết cung cấp hữu ích dành cho bạn. IEC Việt Nam là nhà cung cấp thiết bị công nghiệp và phụ tùng sản xuất hàng đầu tại Việt Nam đảm bảo chính hãng giá tốt, mọi thông tin tư vấn và đặt hàng, quý khách hàng vui lòng liên hệ:
CÔNG TY TNHH TM&DV IEC VIỆT NAM
Địa chỉ: Lai Xá, Kim Chung, Hoài Đức
Số điện thoại: 02437.860.208
Hotline/Zalo: 0335.415.686
