In 3D là gì? Những điều cần biết về công nghệ in 3D

In 3D tiếng Anh là Three Dimensional Printing (3D Printing) và còn gọi là Công nghệ bồi đắp vật liệu, đây là quá trình sản xuất các chất liệu (nhựa, resin, hoặc kim loại) hoặc vật liệu sinh học theo phương pháp xếp từng lớp với nhau để tạo ra một vật thể 3 chiều với hình dạng, màu sắc, kích thước, độ cứng,... đa dạng. 

Tùy vào vật liệu cấu thành, cách thức xếp chồng và xây dựng mô hình 3D, công nghệ in 3D được chia thành 3 nhóm chính như 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 được ứng dụng rất nhiều, cụ thể như sau:

Trong thiết kế quần áo, phụ kiện, trang sức, có nhiều sản phẩm được tạo ra từ công nghệ in 3D như giày dép, chóp mũ, mũ, túi,.. Theo nhà thiết kế thời trang Iris van Herpen, trong tương lai gần chúng ta có thể sử dụng máy quét 3D và dùng công nghệ 3D để tạo nên những bộ quần áo vừa kích cỡ với từng người. 

Công nghệ in 3D và máy quét 3D đã được các nhà khoa học sử dụng để tạo nên các bộ phận giả như chân, tay, răng, xương trên cơ thể người với độ chính xác cao và có thể chuyển động theo ý muốn nhờ các thiết bị hỗ trợ khác. 

Công nghệ in 3D được ứng dụng nhiều nhất vào sản xuất linh kiện, có thể sử dụng máy in 3D để tạo nên các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp. Điều này giúp giảm giá thành và tăng năng suất so với cách sản xuất truyền thống.

Công nghệ in 3D đã được ứng dụng để sản xuất thực phẩm. 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 với các hình dạng khác nhau và có thể ăn được. 

Một công ty có tên Natural Machines đã tận dụng công nghệ in 3D để sản xuất mì ống và nhiều thực phẩm tiêu dùng khác. Bạn sẽ rất khó phân biệt chúng với các đồ dùng sản xuất theo công nghệ truyền thống.

Một công ty xây dựng họ đã 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. 

Hiện nay có 3 công nghệ in 3D phổ biến là: công nghệ in 3D FDM, công nghệ in 3D Resin và công nghệ in 3D SLS.

Công nghệ in 3D FDM là công nghệ in 3D đơn giản có, chi phí thấp nhất, công nghệ này rất phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. 

Nguyên lý hoạt động của công nghệ này là máy in sẽ đun nóng vật liệu ở nhiệt độ cao, khi nóng chảy, hỗn hợp vật liệu này sẽ được đưa vào đầu phun tạo thành các sợi nhựa, các sợi nhựa được xếp theo từng lớp một tạo thành mô hình.

• Ưu điểm: chi phí thấp nhất so với các công nghệ in 3D khác, dễ sử dụng, in được các mẫu khổng lồ
• Nhược điểm: Độ mịn không cao do đó các sản phẩm tạo thành không đẹp mắt, tương đối thô, khó in các mẫu phức tạp

Công nghệ Resin là tên gọi của các công nghệ in 3D dựa trên loại mực in 3D resin lỏng. Gồm có công nghệ in 3d liên tục, SLA và DLP. Công nghệ Resin 3D được ứng dụng tạo mẫu trang sức, nha khoa, mô hình miniature,...

• Ưu điểm: Cho ra sản phẩm đẹp mắt, độ mịn cao
• Nhược điểm: Quy trình in phức tạp, phù hợp để in sản mẫu bé, tinh xảo.

Công nghệ SLS là công nghệ in 3D sử dụng tia laser chiếu lên các lớp bột polymer hoặc kim loại để chúng nóng chảy và kết dính lại với nhau tạo nên vật thể. Công nghệ in 3D này được sử dụng để tạo mẫu chi tiết máy, sa bàn, kiến trúc, tượng 3D,...

• Ưu điểm: thành phần in có độ bền cao, cho ra sản phẩm đẹp, chính xác cao, có thể in được những vật thể có kích thước phức tạp
• Nhược điểm: Chi phí cao, quy trình phức tạp, cần đầu tư nhiều thiết bị hỗ trợ.