PHƯƠNG PHÁP IN 3D TẠO RA HIỆN VẬT CÓ KÍCH THƯƠC TƯƠNG ĐƯƠNG NGƯỜI TRƯỞNG THÀNH

Ngày tạo: 08/03/2021 2:56:57 CH

Hai nhà hóa học Joseph DeSimone và Chad Mirkin đã quen biết nhau suốt nhiều thập kỷ qua. Điều này thể hiện bằng một chuyến đi nghỉ mát tại bờ biển phía bắc của bang Carolina. Hiện tại, Mirkin đang cố gắng DeSimone, được biết đến như là một giám đốc điều hành công ty chuyên về in ấn 3D. Ngày nay, Mirkin và những cộng sự của ông hiện đang làm việc tại trường đại học Northwestern ở Evanston và Illinois và họ đã tuyến bố rằng chiếc máy in 3D đã được sản xuất với khả năng có thể tạo ra những mô hình lớn nhất từ trước đến giờ với tốc độ cao – điều kiện thuận lợi trong việc thực hiện cách mạng hóa đối với sản xuất các linh kiện và phụ kiện cho xe ô tô và máy bay và làm suy yếu việc kinh doanh Carbon của DeSimone.

DeSimone nói : “Tôi muốn tận mắt thấy được sự đổi mới trong lĩnh vực này”. Bên cạnh đó, ông cũng không quan ngại về sự cạnh tranh vì vấn đề cốt lõi là việc phân phối những sản phẩm phải thật hoàn hảo cho khách hàng và ông cho rằng kích cỡ của máy in “chỉ là bắt đầu”. Phải mất một khoảng thời gian khá lâu để chứng minh những sản phẩm công nghệ của ông đáng giá trên thị trường. Tuy nhiên, Michael McAlpine – nhà hóa học tại đại học Minnesota ở Minneapolis – người không liên quan đến lĩnh vực này, cho rằng “một công nghệ khá ấn tượng”

Công nghệ in 3D bắt đầu từ thập niên 1980. Ngày nay, một phiên bản phổ biến nhất sử dụng ánh sang để làm cứng nhựa dẻo lỏng theo từng lớp thành chất rắn. Sau khi lớp đầu tiên được làm cứng và xuất ra khỏi máy in, máy chiếu phát ra vật thể trên các lớp đã được làm cứng và ghép lại với cái ban đầu. Những máy in 3D đủ chính xác để tạo ra nhiều thiết kế phức tạp hơn so với hầu hết các quy trình sản xuất truyền thống. Tuy nhiên, quá trình in 3D ban đầu rất chậm, thường dành thời gian tốt hơn trong ngày để sản xuất các vật thể có kích thước bằng một tách cà phê. Một vấn đề khác là các giao diện giữa các lớp có cấu trúc yếu, làm cho các vật thể dễ vỡ.

Một bước tiến quan trọng đến vào năm 2015, khi đó tại Đại học Bắc Carolina ở Chapel Hill, DeSimone và các đồng nghiệp của ông đã báo cáo trên tạp chí Science về việc tạo ra một biến thể in 3D được biết như là quy trình sản xuất mặt phẳng lỏng liên tục (CLIP). Phương pháp tiếp cận chiếu tia cực tím qua cửa sổ vào một không gian chứa đầy nhựa lỏng. Cửa sổ cũng cho phép oxy khuếch tán vào chất lỏng, tạo ra một “vùng chết” mỏng có khả năng chống lại sự hóa rắn. Tuy ở phía trên vùng này, ánh sáng làm nhựa lỏng hóa rắn.

Phụ tùng máy móc từ từ kéo chất rắn ra khỏi nhựa, cho phép vật liệu bổ sung đóng rắn và kết dính mà không cần bề mặt tiếp xúc; kết quả cho thấy có cấu trúc mạnh mẽ hơn nhiều so với những gì được tạo bằng các phương pháp trước đó.

Kể từ khi công bố kết quả, DeSimone và công ty có trụ sở tại Redwood, California đã huy động được hơn 680 triệu đô la và tạo ra các thỏa thuận sản xuất với một loạt các công ty, bao gồm Adidas, Ford và Riddell, để sản xuất bất cứ thứ gì từ phụ tùng xe hơi, giày dép đến mô cấy nha khoa và mũ bảo hiểm bóng đá.

Tuy nhiên, ngay cả CLIP cũng có những hạn chế. Một là quá trình hóa rắn sản sinh nhiệt, có thể làm cho các bộ phận in bị cong vênh và nứt. Để tản nhiệt một cách hiệu quả, các vật thể nên có tiết diện không lớn hơn 41,4 x 25,9 cm.

Giờ đây, nhóm của Mirkin báo cáo rằng bằng cách luân chuyển chất làm mát lỏng bên dưới lớp nhựa lỏng và sau đó đưa nó qua bộ làm mát, chúng có thể kéo nhiệt trực tiếp từ các vật thể in đang phát triển này. Điều đó cho phép các nhà nghiên cứu in các vật thể 3D có kích thước bằng một người trưởng thành chỉ trong vài giờ, họ viết trên Science hôm nay.

Mirkin lưu ý rằng kỹ thuật này có thể tạo ra các vật thể có tiết diện gần 1 mét vuông và cao hơn 4 mét bằng cách định vị ánh sáng từ bốn máy chiếu cạnh nhau, đây là quy trình “lát gạch”. Ông nói, việc bổ sung thêm máy chiếu sẽ cho phép chúng in các vật thể lớn hơn nữa trong tương lai. Mirkin cũng khẳng định: “Việc lát gạch, với công nghệ của chúng tôi, về mặt lý thuyết là không giới hạn.”

Mirkin và các đồng nghiệp của ông đã thành lập một công ty có tên Azul 3D để thương mại hóa công nghệ in này. Công ty đang tinh chỉnh các nguyên mẫu và dự kiến sẽ bắt đầu bán máy in sau 18 tháng nữa.

Nguồn: sciencemag

Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d