Công nghệ in 3D là gì? Các công nghệ và ứng dụng của in 3D

Không gian ba chiều là một mô hình hình học có ba thông số là chiều dài, chiều rộng, chiều cao. Người ta ứng dụng lý thuyết vào ngành in ấn và tạo ra công nghệ in 3D phổ biến trong ngành in hiện nay. Hãy cùng In Thiên Hằng tìm hiểu về công nghệ in này nhé!

In 3D là gì?

3D là tên viết tắt của từ 3-Dimension (3 chiều). Kỹ thuật 3-D mà người ta vẫn sử dụng một cách phổ biến hiện nay. Là những hình ảnh được dựng nên một cách sống động như thật với sự trợ giúp của các phần mềm đồ họa vi tính.

In 3D là gì?

Công nghệ in 3D là một quá trình sản xuất các chất liệu (nhựa, kim loại hay bất kỳ thứ gì khác) theo phương cách xếp từng lớp với nhau để tạo nên một vật thể 3 chiều.

In 3D hay còn gọi là công nghệ in 3D, kỹ thuật in 3D là một kỹ thuật in sử dụng công nghệ in đắp dần từ mô hình thiết kế. Các lớp vật liệu sẽ được đắp chồng lên nhau một cách tuần tự. Có nghĩa là các máy in 3D sẽ sử dụng vật liệu in đặc biệt tạo hình khối 3D cho sản phẩm, dưới sự kiểm soát của máy tính.

Công nghệ in 3D

Tùy vào cách thức xếp chồng và xây dựng mô hình 3D và vật liệu cấu thành, công nghệ in 3D được phân thành 3 nhóm chính sau:

+ Sử dụng vật liệu in 3D dạng nhựa dẻo và phi kim loại.

+ In 3D từ vật liệu kim loại.

+ Sử dụng vật liệu hữu cơ.

Các công nghệ in 3D

Sản phẩm của công nghệ in 3D vô cùng đa dạng từ đơn giản đến phức tạp và sử dụng các công nghệ in khác nhau, tạm được phân loại thành 3 nhóm chính:

Công nghệ FDM

FDM là công nghệ in 3D đơn giản và có giá thành rẻ nhất. Công nghệ in 3D FDM là công nghệ in sử dụng nguyên lý đun nóng chảy vật liệu ở nhiệt độ cao. Sau đó hỗn hợp vật liệu nóng chảy sẽ được đùng qua đầu phun thành các sợi nhựa. Những sợ nhựa vật liệu nóng chảy này sẽ được sếp chồng từ lớp, khô lại và tạo thành mô hình. Công nghệ in FDM có ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực.

Các công nghệ in 3D

Ưu điểm: Công nghệ in 3D FDM giá rẻ, dễ sử dụng. in được các mẫu khổng lồ.

Nhược điểm: Độ mịn không cao, khó in các mẫu phức tạp.

Ứng dụng: FDM có tầm ứng dụng rất rộng, hầu như mọi lĩnh vực đều có thể áp dụng tốt.

Công nghệ Resin

Công nghệ in 3D Resin hay còn gọi là In li-tô lập thể. Đây là cách gọi của 1 loại các công nghệ in như: DLP và IN 3D liên tục. Công nghệ này sử dụng nguyên lý sản xuất các bộ phận theo từng lớp. Chúng quang trùng hợp polyme để tạo thành vật thể có hình dạng mong muốn.Đây một quá trình mà ở đó ánh sáng gây ra chuỗi các phân tử liên kết, tạo thành các polyme.

Ưu điểm: Công nghệ in 3D resin cho ra sản phẩm có độ mịn cao nhất.

Nhược điểm: Quy trình in resin phức tạp, chỉ nên dùng để in các mẫu bé và tinh xảo.

Ứng dụng: Tạo mẫu 3D đồ trang sức, nha khoa, mô hình miniature.

Công nghệ mô phỏng 3D

Xem thêm:

Tìm hiểu về in ấn

Quy trình và các phương pháp in kỹ thuật số

Công nghệ SLS

Công nghệ in 3D SLS Là một hình thức tương đối phức tạp. chúng sử dụng tính chất hoá rắn của vật liệu dưới tác động của nhiệt. Công nghệ in sử dụng nguyên liệu là các loại bột như: thuỷ tinh, gốm, sứ, kim loại. Người ta sử dụng tia larse chiếu lên bột nguyên liệu khiến chúng tan chảy, kết dính và hoá rắn khi tiếp xúc với nhau tạo thành vật thể.

Ưu điểm: Công nghệ in3D SLS không ngại vật thể có hình dáng phức tạp. Và là công nghệ in 3D màu full color hiệu quả nhất.

Nhược điểm: Quy trình in SLS tốn kém và cần đầu tư nhiều thiết bị hỗ trợ.

Ứng dụng: Tạo mẫu chi tiết máy, sa bàn, kiến trúc, in 3D tượng người.

Ứng dụng của công nghệ in 3D

Ngoài việc ứng dụng trong in ấn thì công nghệ in 3D còn được ứng dụng trong nhiều hoạt động khác của đời sống. Một số ứng dụng của công nghệ in 3D gồm:

Thiết kế quần áo, phụ kiện, trang sức

Thiết kế thời trang như quần áo, trang sức và phụ kiện đang nhìn thấy sự xuất hiện của công nghệ in 3D. Từ các chi tiết nhỏ cho đến lấy số đo, thiết kế đều có thể ứng dụng công nghệ in 3D. Người ta sử dụng máy quét 3D để quét cấu trúc cơ thể người mẫu để tạo ra bộ trang phục vừa vặn. Những hoạ tiết, phụ kiện trang sức cũng được tạo hàng loạt nhờ sự góp mặt của in 3D.

Ứng dụng y học, sản xuất bộ phân cơ thể người

Ứng dụng của công nghệ in 3D trong y học

Công nghệ in 3D giúp tạo ra các bộ phận giả cho bệnh nhân một cách nhanh chóng chính xác. Các nhà khoa học đã thực nghiệm với máy quét 3D sau đó tạo ra các bộ phận như chân, tay, xương với độ chính xác gần như hoàn hảo. Việc này giúp cho người bệnh nhanh chóng làm quen với bộ phận mới và có thể chuyển động linh hoạt theo ý muốn nhờ vào các thiết bị hỗ trợ khác.

Điểm ấn tượng nhất là giá thành để sản xuất chúng thông qua công nghệ in 3D khá rẻ. Vật liệu sản xuất đa dạng, tạo ra nhiều lựa chọn hơn cho bệnh nhân.

Sản xuất linh kiện

Ứng dụng lớn nhất của công nghệ in 3D có lẽ là sản xuất linh kiện, bất kỳ các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp nào đều có thể sử dụng máy in 3D để tạo nên. Điều này sẽ làm tăng năng suất và giảm giá thành so với cách sản xuất truyền thống hiện nay.

Ngoài ra, công nghệ in 3D còn giúp người dùng có thể sửa chữa, thay thế các linh kiện hư hỏng một cách dễ dàng. Cho dù linh kiện đó có hiếm hay không còn sản xuất nữa.

Khi kết hợp với máy quét 3D, người ta sẽ dễ dàng có được mô hình linh kiên. sau đó tiến hành in thay thế linh kiện hỏng một cách chính xác tuyệt đối. Người ta sẽ không còn phải đo đạc một cách thủ công, làm khuôn in hoặc dập nữa.

Xây dựng

In nhà 3D trong xây dựng

Trước đây người ta phải chật vật với việc xây dựng các mô hình toà nhà, công trình thiết kế. Hiện nay các máy in 3D giúp nhanh chóng giải quyết bài toán mô hình hoá. Chỉ trong vài phút ngắn ngủi những toà nhà mô hình từ bản vẽ bước ra thực tế.

Một công ty xây dựng cho biết, họ đã sử dụng máy in 3D “khổng lồ” để tạo nên 10 ngôi nhà chỉ trong vòng 24 giờ. Đây là điều khó có thể làm được theo phương pháp truyền thống hiện nay. Họ sử dụng một máy in 3D để phun xi-măng và một vật liệu thay thế khác cho bê-tông để tạo nên một ngôi nhà hoàn chỉnh với giá khá rẻ. Tuy nhiên, lúc đầu kích thước của ngôi nhà vẫn còn bé và cần nhiều thời gian để hoàn thiện thêm.

Thực phẩm

In 3D giúp tạo hình cho những thanh kẹo, chiếc bánh hay vỏ đựng ở hình dạng khác biệt.Bạn có thể hình dung khi mà từ những thanh kẹo cho trẻ em; đến các thanh socola thậm trí là mỳ ống cũng được trang trí với hoạ tiết độc đáo.

Không có gì có thể ngăn cản khả năng sáng tạo với ẩm thực khi có mặt của công nghệ in 3D.

Sản xuất đồ chơi và quà lưu niệm

Ứng dụng của in 3D trong sản xuất

Nói đến ứng dụng của in 3D không thể không nhắc đến ngành công nghệ sản xuất đồ chơi. Người ta sử dụng máy in 3D để tạo hình các nhân vật hoạt hình, game, các món quàn lưu niệm một cách chính xác và nhanh chóng.

Trẻ con sẽ có nhiều đồ chơi hơn. Những người đi du lịch sẽ dễ dàng có được những mô hình làm quà lưu niệm tại nơi bạn đặt chân đến. Giá thành thì rẻ hơn, sản phẩm chân thực hơn.

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!