Công nghệ in 3D mới này nhìn giống như khoa học viễn tưởng. Nhưng nó hoàn toàn có thật – nhà khoa học tạo ra nó lấy cảm hứng từ một kim loại lỏng có ở tương lai trong phim Kẻ Hủy Diệt 2.
Joseph DeSimone và các nhà khoa học khác của Đại học Bắc Carolina đã miêu tả công nghệ in 3D mới trong bài nghiên cứu được đăng trên tờ Science gần đây với tiêu đề “Khoa học gọi nó là ‘quy trình chế tạo chất lỏng liên tục”. (Họ còn thành lập một công ty mới với tên gọi Carbon3D để bán những máy in này.
Không như việc in 3D truyền thống, vốn in theo lớp, những máy in của họ liên tục tạo ra những vật thể mới. Kết quả là, họ nói, nó nhanh hơn hẳn việc in truyền thống, chỉ mất vài phút thay vì là vài giờ.
Cuối cùng thì điều này có thể đem lại lợi thế lớn trong việc in 3D – nó có thể giúp bạn dễ dàng tùy chỉnh các thiết kể bằng việc tạo ra những thay đổi trong phần mềm, thay cho việc tạo ra các máy phục vụ công đoạn sản xuất mới – tới việc sản xuất đại trà các sản phẩm.
Công nghệ in 3D “tiếp diễn” vận hành như thế nào?
Có vô số những loại máy in 3D khác nhau, nhưng phần lớn chúng vận hành theo cùng một phương thức: đầu in di chuyển qua lại một bề mặt liên tục, phủ từng lớp của vật liệu như nhựa theo một mẫu chính xác. Qua thời gian, những lớp này hợp lại để tạo ra vật thể mong muốn – giống như máy in giấy in từng dòng chữ một trên trang giấy nối tiếp nhau.
Ngược lại với cách in thông thường, máy in 3D “tiếp diễn” sẽ vận hành hoàn toàn không thông qua các lớp in. Thay vào đó, một bề mặt vẽ nên vật thể một cách liên tục từ bể chứa chất keo lỏng nhân tạo.
Chất keo này sẽ đặc lại khi tia cực tím chiếu vào nó (một quy trình gọi là phản ứng trùng hóa). Như vậy để tạo ra sản phẩm mong muốn, một máy chiếu bên dưới bể chất keo lỏng bắn tia cực tím lên, theo chuỗi để tạo ra hình ảnh của vật thể. Ánh sáng, về cơ bản, là mảnh dao máy in dùng để khắc sản phẩm.
Trong khi đó, khí Oxy ngăn chặn phản ứng này xảy ra – và để ngăn vật thể cứng lại và dính vào bề mặt của bề chứa, có một lớp giúp giải phóng Oxy ở đó, tạo ra một khoảng cực mỏng “ngăn phản ứng” ở phía dưới cùng.
Cùng với máy chiếu và bề mặt đồng bộ với nhau, vật thể tạo hình khi nó di chuyển lên trên, với lớp keo mới liên tục đặc lại ở phía trên vùng không phản ứng.
Hiện giờ, máy in vẫn còn là mẫu thử nghiệm. sử dụng bởi Carbon3D để chủ yếu in những vật thể mẫu. Carbon3D chưa công bố mức giá của chiếc máy in, nhưng họ đã có kế hoạch bán những chiếc máy in này cho các công ty trong khoảng 1 năm tới.
Liệu in 3D “tiếp diễn” có thể thay đổi thế giới?
In 3D nhìn chung thú vị vì một lý do lớn: nó cho phép bạn tùy chỉnh vật thể hay giới thiệu những thiết kế mới của sản phẩm đơn giản bằng việc thay đổi phần mềm (chính là dữ liệu mà máy in dùng để tạo nên vật thể), thay vì phải làm lại khuôn in hay sử dụng phần cứng khác để chế tạo.
Vì lý do này, rất nhiều người đã thấy in 3D có thể cách mạng hóa việc sản xuất, hoặc dẫn tới việc con người có thể tự in in ra hàng hóa cho họ tại nhà thay vì mua chúng từ các cửa hàng. Nhưng cho tới nay, nó vẫn còn là quy trình kín, sử dụng để tạo ra các mẫu thử, mẫu và các đồ thủ công đơn giản.
Một trong những nguyên do là việc in 3D rất chậm. Máy in 3D truyền thống thường tốn vài giờ để in một vật thể – do với nhiều phương pháp in, chúng cần tự xử lý những lớp in mới để các lớp in tiếp theo có thể được đặt trên lớp in cũ đó.
Phương pháp mới vận hành trong vài phút thay vì vài giờ
Phương pháp mới nhanh hơn đáng kể bởi vì nó họat động liên tục, loại bỏ bước in từng lớp. Kết quả là, nó in trong vòng vài phút thay vì vài giờ đồng hồ – 25 tới 100 lần nhanh hơn việc in 3D thông thường, cha đẻ công nghệ mới này cho biết.
Nhược điểm công nghệ 3D in từng lớp góp phần làm nổi bật thêm ưu điểm cho phương pháp này hơn. Bởi vì công nghệ mới này tạo ra những vật thể đặc liền mạch, thay vì từng lớp nguyên liệu xếp chồng lên nhau.
Hai yếu tố này, theo như Carbon 3D cho biết, có thể biến công nghệ này trở nên thông dụng cho việc sản xuất hàng loạt sản phẩm như là bàn chải đánh răng. Về lý thuyết, nó có thể kết hợp sự linh hoạt của in 3D cùng với tốc độ và sức mạnh của máy in phun khung kiểu cũ – tiêu chuẩn hiện hành cho việc sản xuất đại trà nhiều loại sản phẩn và bộ phận, đặc biệt các loại bằng nhựa.
Tuy nhiên, người ta vẫn nói như thế về việc in 3D truyền thống, nhưng nó vẫn chưa xảy ra. Và đây không phải là vấn đề thời gian. In 3D truyền thống gặp trở ngại trong tiềm năng ứng dụng của nó – nó vẫn tốn kém hơn là sản xuất hàng hóa theo cách thông dụng, và các máy in này đa số vẫn còn quá phức tạp cho những người bình thường có thể sử dụng tại nhà.
Để công nghệ in mới này thành công khi mà công nghệ in 3D cũ vẫn chưa đạt được, công nghệ của Carbon3D sẽ phải giải quyết một trong những vấn đề trên. Các nhà chế tạo ra công nghệ in mới này đang đặt cược vào việc nó sẽ trở nên ít tốn kém hơn và đáng tin cậy để sử dụng trong việc sản xuất đại trà hàng hóa.
Nhưng bây giờ, nó vẫn còn là nguyên mẫu – vì thế chúng ta hãy chờ đợi để chứng kiến sự ra mắt chính thức của công nghê in 3D mới này trong thời gian sắp tới.
Nhập hội Sáng tạo cùng RGB nha!