Từng lớp một hay máy in 3D hoạt động thế nào

Sử dụng một máy in 3 chiều (3D Printer) giống như in một bức thư; bấm nút in trên màn hình máy tính và một file số được gửi, chẳng hạn, đến một máy in phun, phun một lớp mực lên bề mặt một tờ giấy để tạo ra một hình ảnh hai chiều. Trong việc in 3D, tuy vậy, phần mềm lấy một chuỗi các lát mỏng số qua một thiết kế bằng máy tính và gửi những mô tả của các lát mỏng đó đến 3D printer, máy lần lượt bồi thêm các lớp mỏng cho đến khi một vật đặc hiện ra. Sự khác biệt lớn là, “mực” của một 3D printer là một vật liệu.

Các lớp có thể hình thành theo những cách khác nhau. Một số 3D printer dùng quá trình phun mực. Objet, một công ty 3D-printer Israel, dùng đầu phun mực để phun một lớp siêu mỏng nhựa lỏng lên một mâm xây (build tray). Lớp này được được xử lý bằng phơi ra ánh sáng cực tím. Sau đó mâm xây được hạ xuống một tí và lớp tiếp theo được bồi thêm. Cách khác là làm mẫu qua lắng đọng nóng chảy (fused deposition modeling), một hệ thống được Stratasys, một công ty có trụ sở ở Minneapolis, sử dụng. Việc này dính dáng đến nấu chảy nhựa trong một đầu đùn để ép đùn một sợi mảnh vật liệu để xây các lớp.

Các hệ thống khác dùng bột như vật liệu in. Bột có thể được trải như một lớp mỏng trên mâm xây và được làm đặc bằng một tia kết dính lỏng. Nó cũng có thể được nung chảy thành hình mẫu mong muốn bằng một laser trong một quá trình được gọi là nung kết laser (sintering), một công nghệ mà EOS, một hãng Đức, sử dụng trong các máy chế tác bồi thêm (additive-manufacturing machine) của họ. Arcam, một công ty Thụy Sỹ, nấu chảy bột trong các máy in của nó bằng một tia điện tử hoạt động trong chân không. Và đấy mới chỉ là vài trong các biến thể.

Đối với các cấu trúc chứa các phần rỗng và các phần nhô ra, gel và các vật liệu khác được thêm vào để làm giá đỡ, hay khoảng trống có thể để lấp đầy bằng bột không bị nung chảy. Vật liệu giá đỡ này có thể được rửa sạch hay thổi đi muộn hơn. Các vật liệu có thể được in hiện nay trải từ nhiều loại nhựa cho đến các kim loại, gốm và các chất liệu giống cao su. Một số máy có thể kết hợp các vật liệu, làm ra một vật thể rắn ở một đầu và mềm ở đầu kia.

Một số nhà nghiên cứu đang dùng các 3D printer để tạo ra các mô sống đơn giản, như da, cơ thịt và các đoạn ngắn mạch máu. Có khả năng rằng các phần thân thể lớn hơn, như thận, gan và thậm chí tim, có thể được in ra một ngày nào đó – và nếu các máy in sinh học (bio-printer) có thể dùng tế bào gốc của chính bệnh nhân, thì cơ thể bệnh nhân ít có khả năng loại bỏ cơ quan sau khi được cấy ghép.

Thực phẩm cũng có thể được in. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell đã thành công trong in ra các bánh nướng nhỏ. “Ứng dụng sát thủ” (“killer app”) với thức ăn, hầu như tất cả mọi người đều đồng ý, sẽ là việc in chocolate.

Nguyễn Quang A dịch

—

Đọc thêm:

* Cuộc cách mạng công nghiệp thứ ba
http://tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=114&CategoryID=7&News=5530

* Nhà máy và việc làm: Quay lại việc chế tạo sản phẩm
http://tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=114&CategoryID=7&News=5531

* Lợi thế cạnh tranh: Hiệu ứng boomerang
http://tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=114&News=5547&CategoryID=7

* Vật liệu: Tiến lên phía trước
http://tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=114&News=5559&CategoryID=7
* Chế tác bồi thêm: In khối
http://tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=114&CategoryID=7&News=5561