Công nghệ in 3D là gì? Vì sao đây là tương lai của thế giới?

Máy in 3D, công nghệ in 3D đã quá quen thuộc và trở nên phổ biến với nhiều người hiện nay. Vậy in 3D là như thế nào và có gì đặc biệt mà nhiều người nói rằng, đây sẽ là tương lai của thế giới?

Công nghệ in 3D là gì?

Công nghệ in 3D không quá phức tạp như bạn nghĩ, đơn giản mà nói đây 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.

Ví dụ cho bạn dễ hiểu, in 3D có nguyên tắc hoạt động như các hệ thống máy chụp CT hay cộng hưởng từ (MRI). Các thiết bị này có khả năng quét và chụp cắt lớp bất kỳ bộ phận nào trên cơ thể người. Và nếu như bạn xếp chồng các lớp này lại mới nhau sẽ tạo nên một hình ảnh 3 chiều của cơ quan, bộ phận trên cơ thể. Và điều này hoàn toàn tương tự như 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:

• Công nghệ in 3D sử dụng vật liệu in 3D dạng nhựa dẻo và phi kim loại.
• Công nghệ in 3D từ vật liệu kim loại.
• Công nghệ in 3D sử dụng vật liệu hữu cơ.

Công nghệ in 3D không phải mới

Nghe có vẻ khó tin nhưng 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 một thời gian phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, in 3D dần dần được phổ biến và giảm giá thành. Ngày nay, 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.

Ứng dụng công nghệ in 3D

Thiết kế quần áo, phụ kiện, trang sức

Bạn có biết, trong một show diễn thời trang của Victoria’s Secret 2013, rất nhiều phụ kiện trang sức lấp lánh được các người mẫu sử dụng. Đặc biệt hơn, chúng được tạo ra từ công nghệ in 3D.

Theo nhà thiết kế thời trang Iris van Herpen, trong tương lai gần chúng ta sẽ có thể sử dụng máy quét 3D và sử dụng công nghệ in 3D để tạo nên những bộ quần áo vừa với kích cỡ từng người chỉ trong thời gian ngắn. Đây sẽ là bước đột phát ấn tượng nhất làm thay đổi nghành thời trang và phụ kiện thời trang.

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

Một khớp háng nhân tạo được tạo ra bằng máy in 3D.

Các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ in 3D và máy quét 3D nhằm tạo nên các bộ phận giả, điển hình như chân, tay, răng, xương trên cơ thể người với độ chính xác hoàn hảo 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, chỉ vài trăm đô so với vài nghìn đô như trước kia.

Tuyệt vời hơn, một số nhà khoa học đang nghiêm cứu sản xuất thử nghiệm bộ phân cơ thể phức tạp (nội tạng) thông qua công nghệ in 3D và công nghệ tách tế bào. Tức là những bộ phận này có thể “sống” và đảm nhận nhiệm vụ tương đương so với bộ phận gốc trên cơ thể người.

Sản xuất linh kiện

Một cánh quạt phức tạp được tạo bằng công nghệ in 3D.

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 xuất 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 kiệm đó có hiếm hay không còn sản xuất nữa. Tất nhiên bạn cần phải có file dữ liệu thiết kế của linh kiện cần chế tạo, hiện nay trên trang web Thingiverse có sẵn những bản thiết kế của hơn 2.500 linh kiện thay thế của tất cả mọi đồ vật.

Thực phẩm

Bánh kẹo được tạo bằng công nghệ in 3D.

Nghe có vẻ khó tin nhưng với những đột phá của công nghệ người ta có thể sản xuất thực phẩm tiêu dùng hàng ngày thông qua máy in 3D. Tại triển lãm điện tử tiêu dùng Las Vegas, công ty 3D Systems đã giới thiệu một chiếc máy in 3D có thể sử dụng nguyên liệu socola, đường, vani để tạo ra nhiều loại bánh, kẹo có hình dạng khác nhau, tất nhiên là ăn được rồi.

Thú vị hơn, một công ty có tên Natural Machines đã tận dụng công nghệ in 3D để sản xuất mỳ ống và nhiều thực phẩm tiêu dùng khác. Tất nhiên, bạn sẽ rất khó phân biệt chúng với các đồ dùng sản xuất theo công nghệ truyền thống.

Xây dựng

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.

Cụ thể hơn, 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, chỉ 5.000 USD. Tuy nhiên, lúc đầu kích thước của ngôi nhà vẫn còn bé và cần nhiều thời gian để hoàn thiện thêm.

Tương lai của thế giới

Có thể nói rằng, công nghệ in 3D không hề có giới hạn, bạn có thể in bất kỳ đồ vật, chi tiết, vật thể nào mà bạn có thể nghĩ ra. Có lẽ giới hạn duy nhất chính là tưởng tượng của con người mà thôi.

Điều này chứng mình một điều rằng, in 3D sẽ là tương lai của thế giới khi tất cả những gì phục vụ cho đời sống của con người sẽ gắn liền với 4 chữ “công nghệ in 3D”.