Những gì bạn biết về IN 3D là hạn hẹp!

Trong vài năm trở lại đây, công nghệ in 3D đã có nhiều bước nhảy vọt, trở thành một trong những ngành tiềm năng nhất hiện nay. Chúng biến những thứ tưởng chừng như không thể thành có thể theo một nguyên lý đơn giản nhất. Vậy tương lai của công nghệ in 3D sẽ phát triển theo chiều hướng nào và tạo thành những sản phẩm ra sao?

Công nghệ in 3D vào Việt Nam rất muộn, khi mà thế giới đã hoàn toàn bỏ xa chúng ta. Thế nhưng ở Việt Nam nó vẫn thật sự chưa được phổ biến, rất nhiều người vẫn chưa hề biết đến in 3D và nhiều trường đào tạo kỹ thuật ở Việt Nam chỉ mới bắt đầu cho sinh viên của mình tiếp cận những điều cơ bản nhất.

Việc tiếp cận một cách chậm chạp đã khiến chúng ta đi chậm hơn rất nhiều so với các nước trên thế giới, nhưng vẫn có rất nhiều người đã biết về in 3D nhưng họ nghĩ nó chỉ dừng lại ở việc ứng dụng in các sản phẩm mô hình bằng nhựa. Đây là một sai lầm vì thực tế in 3D đã và đang đi sâu vào trong sản xuất, đời sống, khoa học – kỹ thuật, y học, hàng không vũ trụ,….

Hãy cùng tìm hiểu những thành tựu đã đạt được của từ khi công nghệ in 3D ra đời và những xu hướng trong tương lại của thứ công nghệ đầy triễn vọng này (Nói là xu hướng vậy chứ thật ra thế giới đã và đang nghiên cứu để ứng dụng nó)

1/ Những thành tựu đã đạt được của công nghệ in 3D

1.1/ Công nghiệp sản xuất chế tạo

In 3D được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất chế tạo để làm ra các loại sản phẩm có số lượng ít, hình dạng phức tạp hoặc tạo sản phẩm thử nghiệm, thiết kế theo yêu cầu. Ngoài ra, công nghệ in 3D còn giúp giảm độ phức tạp trong việc quản lý, cho phép sản xuất tại chỗ thay vì đặt hàng sản xuất ở nơi khác.

Với ngành hàng không vũ trụ, con người đã biết cách sử dụng in 3D để tạo thành các bộ phận có hình dạng phức tạp của máy bay. Đặc biệt, nhờ sử dụng những vật liệu tiên tiến nhất, các bộ phận làm ra có trọng lượng giảm đáng kể, tăng hiệu suất làm việc và tiết kiệm nhiên liệu.

1.2/ Y tế và giáo dục

Công nghệ in 3D thực sự hữu ích trong việc sản xuất các mô hình sinh học, đặc biệt là mô hình bộ phận cơ thể người. Với ngành giải phẫu, các mô hình tạo ra từ in 3D giúp đội ngũ bác sỹ hiểu biết chuyên sâu hơn, từ đó đưa ra những phương án chữa trị chính xác.

In 3D cũng đạt được một vài thành tựu nhất định trong lĩnh vực giáo dục, đặc biệt là những môn học như công nghệ, khoa học và kỹ thuật. Với công nghệ hiện đại này, học sinh sinh viên có thể sáng tạo, thiết kế và cho ra các thành phẩm ngay trong lớp học. Ngoài ra, với giáo viên, mô hình 3D được ứng dụng giúp việc truyền đạt kiến thức và giảng dạy đạt được hiệu quả cao hơn.

Trên thế giới đã ứng dụng như thế nào?

Ngày càng có nhiều trường học kết hợp in 3D vào chương trình giảng dạy của họ như là công cụ để chuẩn bị tốt hơn cho trẻ em trong tương lai. Makerspaces, được trang bị máy in, máy CNC và các công cụ khác, đã trở nên phổ biến. Ngoài ra, máy in 3D có thể được tìm thấy trong các thư viện công cộng. Hầu hết các trường đại học đều có ít nhất một (nếu không phải vài) máy in 3D để sinh viên sử dụng cho các lớp học hoặc dự án của riêng họ.

Máy in 3D không chỉ cho phép sinh viên sáng tạo theo những cách hoàn toàn mới mà còn có rất nhiều tiềm năng cho các mô hình giáo dục. Từ bộ dụng cụ mổ xẻ ếch để tạo ra các tessellations, các mô hình miễn phí có sẵn trên kho lưu trữ tệp STL có thể được sử dụng để phục vụ giáo dục.

1.3/ Kiến trúc và xây dựng

Con người đã đạt được thành công trong việc xây dựng các tòa nhà bằng cách sử dụng máy in 3D khổng lồ. Phương pháp này giúp nâng cao chất lượng công trình, tiến độ thi công được rút ngắn, giảm thiểu chi phí nhân công, tính linh hoạt cao và đảm bảo an toàn xây dựng cho con người.

Trên thế giới đã ứng dụng như thế nào?

Một ứng dụng thú vị khác của in 3D là trong xây dựng. In 3D bê tông đã được phát triển trong nhiều năm như là một cách nhanh chóng và rẻ hơn để xây dựng các tòa nhà. Máy in 3D quy mô lớn được thiết kế đặc biệt để in bê tông có thể đổ móng và xây tường tại chỗ. Chúng cũng có thể được sử dụng để in các phần bê tông được lắp ráp tại chỗ sau đó.

Chẳng hạn, cây cầu bê tông in 3D này ở Thượng Hải, Trung Quốc được in trong 450 giờ với hai phần ba chi phí thông thường. Nó cũng được cài đặt với các máy dò chuyển tiếp thông tin về độ bền và chịu lực để thành phố có thể theo dõi tình trạng của nó trong thời gian thực.

Đó không phải là tất cả. Các nhà nghiên cứu cũng đang điều tra làm thế nào in 3D có thể hữu ích với sao Hỏa. Nếu loài người muốn xây dựng một thuộc địa trên Sao Hỏa, việc gửi vật liệu xây dựng từ Trái đất là không thực tế. Thay vào đó, chúng ta có thể biến đá sao Hỏa thành vật liệu có thể in 3D và gửi robot in 3D để xây dựng môi trường sống trước khi con người đến.

1.4/ Ngành thực phẩm

Máy in 3D đóng vai trò rất lớn trong việc tạo ra các loại thực phẩm với hình dạng khác nhau. Có thể nói, hầu như tất cả các loại thực phẩm làm từ nguyên liệu lỏng hoặc bột đều được tạo ra từ in 3D. Đặc biệt, bánh kẹo và socola là 2 loại thực phẩm nổi bật nhất.

1.5/ Trong gia đình

Với ưu điểm giá thành thấp, tiện dụng và có tính linh hoạt cao, các dòng máy in 3D đang dần trở nên phổ biến tại các gia đình hiện đại. Công nghệ mới này cho phép người dùng có thể sản xuất được bất kỳ sản phẩm nào theo ý muốn ngay trong căn hộ của mình. Một vài vật dụng thường gặp nhất có thể kể đến như: Đồ chơi trẻ em, đồ gia dụng hoặc đồ vật trang trí nội thất,…

2/ Xu hướng tương lai của công nghệ in 3D

Dù đã đạt được những thành tựu rất “đáng nể”, nhưng theo dự đoán, công nghệ in 3D sẽ tiếp tục phát triển vượt bậc hơn. Hãy cùng điểm qua một số sản phẩm hứa hẹn sẽ được tạo ra từ máy in 3D trong tương lai.

2.1/ In 3D quần áo

Nâng cấp này sẽ làm thay đổi bộ mặt của ngành thiết kế thời trang trên toàn thế giới. Trong tương lai, con người có thể sử dụng máy quét lên toàn bộ cơ thể, máy in sẽ xử lý dữ liệu nhận được và tạo nên những bộ quần áo phù hợp nhất với số đo hoàn toàn chính xác. Đặc biệt, với công nghệ in 3D tương lai, bạn có thể dễ dàng điều chỉnh và tạo ra những mẫu quần áo theo sở thích cá nhân.

2.2/ In 3D máy bay

Với tình hình thực tế như hiện nay, chưa có dòng máy in 3D nào có khả năng tạo ra một cỗ máy hoàn thiện. Bởi lẽ, chức năng nổi bật nhất của chúng là in từng bộ phận hoặc linh kiện riêng biệt. Tuy nhiên, trong tương lai sắp tới, công nghệ in 3D có thể sẽ được sử dụng để sản xuất máy bay không người lái. Đặc biệt, in mô hình 3D máy bay thu nhỏ cũng sẽ mang đến nhiều lợi ích bất ngờ cho việc do thám.

2.3/ In 3D gỗ, xương, men sứ

Đây là một trong những hướng nghiên cứu tiên tiến nhất của NASA. Cụ thể hơn, máy in 3D có thể được sử dụng để chế tạo các thành phần của tàu vũ trụ ngoài không gian. Đặc biệt, con người đã thực hiện thí nghiệm in 3D cấu trúc đặc biệt, có khả năng tạo ra những vật liệu tương tự như gỗ, sứ, tơ lụa, xương… Đây đều là những vật liệu quan trọng nhất tạo nên các linh kiện cho ngành vũ trụ.

2.4/ In 3D thịt

Đây là dự án mang tên Modern Meadow do công ty y sinh học Organovo nghiên cứu và phát triển. Các nhà khoa học đang đặt kỳ vọng sẽ chế tạo ra dòng máy in 3D đặc biệt nhất, có khả năng in tổng hợp da và thịt để thay thế cho nguồn thực phẩm được nuôi trồng tự nhiên như hiện nay. Và theo dự đoán, thiết bị này rất có thể sẽ chính thức “trình làng” trong khoảng 5 năm tới.

2.5/ In 3D cơ quan cấy ghép cho cơ thể người

Bên cạnh chế tạo tay chân giả, công nghệ in 3D trong tương lai có thể đạt được bước tiến lớn nhờ việc cấy ghép cơ quan bên trong cơ thể người. Cụ thể hơn, các nhà khoa sẽ sử dụng sinh thiết tế bào, từ đó nhân bản và thêm mực sinh học để tạo nên cơ quan nội tạng cho con người.