Công nghệ in 3d là gì? Lợi ích và các lĩnh vực ứng dụng thực tế

Công nghệ in 3D là một trong các yếu tố của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay. Đây là thuật ngữ không những quen thuộc trong ngành mà còn được rất nhiều người biết đến. Tuy nhiên, số người hiểu hết được loại công nghệ này không phải nhiều. Vậy công nghệ in 3D là gì? Ứng dụng như thế nào? Theo dõi bài viết để tìm hiểu chi tiết

Công nghệ in 3d là gì?

Công nghệ in 3D đã xuất hiện từ rất lâu trước đây tuy nhiên do vấn đề bảo hộ bản quyền nên không được áp dụng rộng rãi. Cùng theo dõi lịch sử hình thành của công nghệ này sau đây.

Lịch sử hình thành

• 1980: Công nghệ tạo mẫu nhanh được phát minh bởi Dr Kodama. Đây là nền móng ý tưởng 3D đầu tiên.

• 1986: Công nghệ in 3 chiều được công nhận khi Charles Hull được trao bằng sáng chế cho thiết bị tạo khối

• 1988: Máy in 3D đầu tiên ra đời với tên gọi SLA – 1

• 1992: Stratasys có bản quyền công nghệ in FDM

• 1999: In 3D nội tạng được thử nghiệm

•  2009: FDM hết thời hạn bảo quyền và được nhiều công ty công nghệ ứng dụng rộng rãi.

Khái niệm công nghệ in 3D

In 3D là phương pháp sản xuất theo công nghệ tiên tiến với quy trình bồi đắp để tạo thành sản phẩm với độ chính xác cao và chi tiết dựa trên bản vẽ CAD. Hình thức này khác hoàn toàn với các kỹ thuật truyền thống trước đây.
Quy trình sản xuất
Để tạo ra được một sản phẩm in 3D cần tạo được các thiết kế CAD từ các phần mềm thiết kế bằng máy tính. Các thiết kế này có dạng STL và được chuyển sang ảnh 3 chiều với vô số các mặt và đỉnh của tam giác. Các tệp STL này sẽ được cắt thành hàng nghìn lớp 2D và đưa vào dữ liệu của máy in 3D.
Máy in 3D khởi tạo sản phẩm bằng cách đọc các lớp 2D và chạy in từng lớp chồng lên nhau tạo thành sản phẩm khối 3 chiều.

Các công nghệ in 3d hiện nay

Có nhiều công nghệ in 3D khác nhau trên toàn thế giới, tuy nhiên bên dưới đây là 3 công nghệ in 3 chiều lâu đời nhất và được áp dụng phổ biến nhất trên thế giới và tại Việt Nam.

Công nghệ 3D FDM

Sử dụng ép đùn nhựa dẻo, tạo nhiệt nóng chảy. Các dòng nhựa này qua một vòi phun để in từng lớp tạo thành chi tiết sản phẩm.
Công nghệ này có giá thành thấp và dễ dàng sử dụng. Các sản phẩm có độ cứng tốt, tương đương nhôm. Các bán in đa dạng với nhiều kích thước lớn nhỏ khác nhau
Tuy nhiên, các mẫu in 3D cần tính thẩm mỹ cao thì không nên sử dụng kỹ thuật này vì độ mịn và độ chính xác của FDM không cao.

Công nghệ in 3D SLA

Dùng tia laser UV để tạo nhựa lỏng, các nhựa lỏng được chứa cố định trong một bồn chứa nằm trên đỉnh máy in. Các tia UV sẽ chiếu qua các gương phản chiếu tia cực tím để xử lý các chất lỏng thành mô hình 3D chính xác.
Công nghệ SLA cho sản phẩm có độ chính xác cao, mịn nên đảm bảo được tính thẩm mỹ cho sản phẩm.
Tuy nhiên, kỹ thuật này phức tạp và chi phí máy móc vật liệu đắt đỏ

Công nghệ in 3D SLS

Nguyên liệu sử dụng ban đầu là bột nhựa. Bột được chứa trong khuôn và được làm ấm dưới nhiệt độ nóng chảy. SLS sử dụng các tia Laser CO2 để đốt và hóa lỏng bột nhựa tại các điểm theo mẫu thiết kế. Sau khi hóa lỏng các điểm này sẽ tạo thành khối rắn cho ra sản phẩm in.
In 3D được các sản phẩm có kết cấu phức tạp tuy nhiên quy trình tốn nhiều chi phí và cần đầu tư nhiều.

Các ứng dụng của công nghệ in 3d trong đời sống

Có thể nói, Công nghệ in 3D đang bùng nổ trong cuộc cách mạng công nghệ 4.0 hiện nay. Kỹ thuật này được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực đời sống như: Y học, nha khoa, xây dựng, hàng không, không gian, đồ kim hoàn, điêu khắc, ….

Ứng dụng trong điêu khắc

Đây là ứng dụng đầu tiên cần được nhắc đến. Các thành phẩm của nghệ thuật điêu khắc sẽ được hỗ trợ rất nhiều nhờ vào công nghệ in này. Hiện nay, các mô hình 3D, in 3D hay quét 3D được nhiều nhà nghệ sĩ điêu khắc ứng dụng và mang lại nhiều thành tựa.

Công nghệ in 3d trong xây dựng

Kỹ thuật in 3D sẽ giúp tạo ra các mô hình mẫu chính xác theo các thiết kế của kiến trúc của kỹ sư. Công nghệ này là phương pháp tương đối nhanh và dễ dàng thực hiện với chi phí tiết kiệm hơn.
Trong tương lai, con người đang có tầm nhìn ứng dụng công nghệ in 3D vào việc xây dựng trực tiếp các công trình nhà ở, căn hộ, …

Công nghệ in 3d trong thời trang

Công nghệ in 3 chiều được áp dụng để thiết kế các phụ kiện kèm theo của trang phục như giày, dép, mũ, túi, … Chúng được áp dụng ngày càng phổ biến trong giới thời trang và có xu hướng phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới.

Ứng dụng trong y học

Kỹ thuật in 3D ứng dụng để tạo ra các khuôn mẫu cho não, cầu rằng hay tạo ra các khuôn nhựa ứng dụng trong nha khoa cho việc định hình răng.
Ngoài ra, công nghệ in 3D đang được thử nghiệm vào các ca phẫu thuật và các bộ phận liên quan như da, xương, mô, dược phẩm và cơ quan nội tạng con người.

Đồ kim hoàn, trang sức

Đây là lĩnh vực áp dụng công nghệ in 3 chiều triệt để và thành công. Với các bản thiết kế CAD và áp dụng kỹ thuật in 3D đã cho ra các sản phẩm có độ chi tiết và thẩm mỹ cao. Quy trình sản xuất nhanh chóng, tiết kiệm được thời gian và chi phí sản xuất.
Có thể thấy được, Công nghệ in 3D mang lại nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực của đời sống. Đây được xem là một công nghệ quan trọng đối với sự phát triển của nhân loại trong tương lai. Để tìm hiểu chi tiết về các công nghệ 4.0 liên quan như Augmented Reality, Công nghệ VR, Big Data, … truy cập ngay vietnetco.vn để tìm hiểu.