Ứng dụng thực tế của công nghệ in 3D trong đời sống

Ứng dụng thực tế của công nghệ in 3D

Nhu cầu hỗ trợ cho nền công nghiệp tạo mẫu sản phẩm, công nghệ in 3D đã được phát minh ra ứng dụng nhằm giúp tăng tốc độ phát triển sản phẩm một cách nhanh chóng và thuận tiện, cho phép lặp đi lặp lại quá trình thiết kế – gia công tạo mẫu nhanh chóng hiệu quả và tối ưu. Ứng dụng công nghệ in 3D giúp cắt giảm chi phí và thời gian ngay ngay từ đầu trong toàn bộ quá trình phát triển sản phẩm và đảm bảo tính khả thi của sản phẩm trước khi đưa vào sản xuất.

 Ứng dụng công nghệ in 3D vào việc tạo mẫu vẫn là một ứng dụng thực tế lớn nhất hiện nay, mặc dù ít được mọi người biết đến.

Công nghệ in 3D đã được cải tiến, hoàn thiện hơn rất nhiều, vật liệu in 3D phong phú, kể từ khi in 3D xuất hiện, ứng dụng công nghệ in 3D vào tiến trình phát triển sản phẩm ngày càng trở nên phổ biến và rõ rệt. Ứng dụng in 3D tạo ra công cụ, làm khuôn, đúc khuôn đã được phát triển để tận dụng lợi thế của công nghệ in 3D so với các công nghệ khác. Thật vậy, những ứng dụng thực tế này đã ngày càng được sử dụng và áp dụng nhiều hơn trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Tương tự đối với hoạt động sản xuất sản phẩm có thể sử dụng bằng máy in 3D đang ngày càng được cải tiến và có nhiều khả quan.

Nhìn chung toàn bộ nền công nghiệp đang được hưởng lợi ích rất nhiều từ công nghiệp in 3D xuyên suốt tất cả ứng dụng in 3D theo diện rộng, sau đây là 1 số ứng dụng cơ bản nhất:

Ứng dụng in 3D trong Y tế và Nha khoa

In 3D xương sống điều trị nối xương

In 3D xương sống điều trị nối xương

Ngành y tế là ngành tiên phong sớm đưa công nghệ in 3D và ứng dụng thực tiễn, có tiềm năng mở rộng ứng dụng rất lớn do khả năng tuỳ biến cao và cá nhân hoá cao của công nghệ in 3D, mở ra khả năng cải thiện đời sống của con người khi mà công nghệ in 3D ngày càng phát triển và vật liệu được dùng để in 3D đạt được các tiêu chuẩn cấp y tế.

Ứng dụng in 3D trong nha khoa

Ứng dụng in 3D trong nha khoa

In 3d hộp sọ

In 3d hộp sọ

In 3d tay chân giả

In 3d tay chân giả

Công nghệ in 3D đang được sử dụng cho hàng loạt các ứng dụng khác nhau. Bên cạnh việc tạo mẫu sản phẩm hỗ trợ phát triển sản phẩm mới cho nền công nghiệp y tế và nha khoa, những công nghệ này còn được tận dụng để tạo ra mẫu đúc kim loại cho nha khoa và sản xuất ra các công cụ bằng nhựa trong môi trường chân không để làm khay cho nha khoa. Công nghệ in 3D cũng đang được sử dụng để tạo ra vật đỡ để cấy ghép hông, đầu gối và tạo ra các sản phẩm mang riêng biệt cho từng bệnh nhân như tai nghe máy trợ thính, lót dụng cụ chỉnh hình cho giày, chân tay giả cho từng cá nhân và bộ phận cấy ghép một lần cho các bệnh nhân viêm xương khớp, loãng xương, ung thư và các tai nạn chấn thương. Sản phẩm hỗ trợ phẫu thuật được in 3D cho các hoạt động cụ thể cũng là một ứng dụng mới nổi, trợ giúp cho bác sĩ phẩu thuật và giúp bệnh nhân hồi phục. Công nghệ in 3D cũng đang được phát triển để in đuợc da người, xương, mô, dược phẩm và thậm chí cả các cơ quan nội tạng của con người. Tuy nhiên, các công nghệ này còn cần cả thập kỷ nghiên cứu phát triển để có thể thương mại hoá.

In 3d bó bột xương bị gãy

In 3d bó bột xương bị gãy

In 3D quả tim

In 3D quả tim

Ứng dụng in 3D trong hàng không vũ trụ

In 3D động cơ rolls royce

In 3D động cơ rolls royce

Cũng giống như ngành y tế, ngành hàng không vũ trụ cũng là ngành tiên phong đi đầu ứng dụng công nghệ in 3D để phát triển sản phẩm và tạo mẫu. Công ty công nghệ vũ trụ thường công tác với các viện nghiên cứu, học viện khoa học để đẩy xa giới hạn của công nghệ in 3D đến mức có thể ứng dụng trong việc sản xuất chế tạo.

In 3D động cơ tàu vũ trụ

In 3D động cơ tàu vũ trụ

Bởi tầm quan trọng của việc phát triển các loại máy bay, tàu vũ trục, việc phát triển hệ thống in 3D tiêu chuẩn công nghiệp cao, là yêu cầu cấp thiết của đội ngũ R&D. Việc phát triển công nghệ in 3D và vật liệu là một trong những nhiệm vụ hàng đầu của ngành hàng không vụ trụ. Những thương hiệu nổi tiếng như GE, Morris, Airbus / EADS, Rolls-Royce, BAE Systems & Boeing đã và đang phát triển những công nghệ in 3D có thể đưa vào ứng dụng thực tế cho ngành khoa học vụ trụ.

Ứng dụng in 3D trong ngành kim hoàn

In 3D resin sáp để đúc trang sức

In 3D resin sáp để đúc trang sức

Như truyền thống từ xưa đến nay, quá trình thiết kế và sản xuất ra nữ trang, trang sức luôn đòi hỏi trình độ cao, tay nghề giỏi và kiến thức liên quan bao gồm chế tác, làm khuôn, đúc, mạ điện, rèn bạc, vàng, cắt đá, khắc và đánh bóng. Mỗi một ngành đã phát triển qua nhiều năm và đòi hỏi kiến thức kỹ thuật cao khi áp dụng vào sản xuất đồ trang sức. Một ví dụ là kỹ thuật đúc đã trải qua hơn 4000 năm phát triển.

In 3D resin đúc nữ trang

In 3D resin đúc nữ trang

Đối với nghề kim hoàn, in 3D đã được chứng minh là một công nghệ mang tính đột phá. Có rất nhiều ý tưởng, lợi ích được tận dụng dựa trên những gì công nghệ in 3D có thể làm được, đang và sẽ đóng góp rất nhiều cho sự phát triển của ngành nghề kim hoàn. Từ quyền tự do thiết kế trang sức được hỗ trợ bởi các phần mềm vẽ 3D CAD, công nghệ in 3D cải thiện quy trình chế tác nữ trang truyền thông, bằng việc trực tiếp tạo ra sáp nữ trang đúc trực tiếp, loại bỏ 1 số quy trình cũ. Công nghệ in 3D đã và sẽ tiếp tục tác động lớn đến lãnh vực kim hoàn.

Ứng dụng in 3D vào Nghệ thuật, Thiết kế và Điêu khắc

Tượng bán thân in 3D

Tượng bán thân in 3D

Các nghệ sĩ và nhà điêu khắc nghệ thuật tiếp cận công nghệ in 3D theo nhiều hướng khác nhau để tìm tòi khám phá những hình dạng điêu khắc mà trước đây bất khả thi. Cho dù là tìm kiếm phương pháp sáng tạo mới hay học hỏi từ những bậc thầy đi trước, công nghệ in 3D ứng dụng trong điêu khắc nghệ thuật ngày càng tăng, bằng cách tìm kiếm những cách thức làm việc mới của công nghệ in 3D để giới thiệu ra thế giới những kiệt tác. Có rất nhiều nghệ sĩ nhà điêu khắc đã làm nên tên tuổi từ việc ứng dụng in 3D từ dựng hình 3D, máy quét 3D đến in 3D như:

  • Joshua Harker
  • Dizingof
  • Jessica Rosenkrantz at Nervous System
  • Pia Hinze
  • Nick Ervinck
  • Lionel Dean
  • Và nhiều người khác

Mẫu điêu khắc nghệ thuật in 3D

Mẫu điêu khắc nghệ thuật in 3D

Sự kết hợp giữa quét 3D và in 3D mang đến những chiều hướng mới của thế giới nghệ thuật, trong đó những người nghệ sĩ hay sinh viên của họ đã thành công trong việc tái tạo lại một cách chính xác những tác phẩm điêu khắc cổ xưa nổi tiếng mục vụ cho việc giảng dạy, công việc mà trước đó không thể dễ dàng thực hiện được. Tác phẩm Cosmos Wnman là 1 ví dụ điển hình cho việc ứng dụng kỹ thuật này.

In 3D tượng điêu khắc

In 3D tượng điêu khắc

 Ứng dụng in 3D trong kiến trúc

In 3d công trình nhà

In 3d công trình nhà

Mô hình kiến trúc từ lâu đã ứng dụng công nghệ in 3D để tạo ra các mô hình mô phỏng chính xác cho ý tưởng của các kiến trúc sư. In 3D cung cấp một phương pháp tương đối nhanh chóng, dễ dàng và kinh tế cho việc sản xuất ra những mô hình chi tiết trực tiếp từ bản vẽ 3D CAD, BIM hoặc từ các dữ liệu kỹ thuật số chuyên dụng trong lãnh vực kiến trúc. Có nhiều công ty kiến trúc thành công ngày nay đang sử dụng rộng rãi công in 3D (tại chính cơ sở hoặc thuê dịch vụ bên ngoài) như là một phần quan trọng trong công việc của họ để làm tăng sự sáng tạo, đổi mới và cải thiện việc truyền đạt ý tưởng đến khách hàng.

Một mẫu nhà khác được in 3D

Một mẫu nhà khác được in 3D

Gần đây một số kiến trúc sư có tầm nhìn xa hơn đang tìm kiếm cách in 3D ứng dụng trực tiếp vào việc xây dựng thi công. Những nghiên cứu đang được tiến hành tại một số tổ chức liên quan, đáng chú ý nhất là Đại học Loughborough, Contour Crafting và Universe Architecture.

 Ứng dụng in 3D trong lãnh vực thời trang

Quần áo thời trang in 3D

Quần áo thời trang in 3D

Khi công nghệ in 3D được cải thiện về độ phân giải in và đa dạng các loại vật liệu dẻo, một nền công nghiệp nổi tiếng với những trải nghiệm mới lạ đã tìm tới công nghệ này. Đó là ngành công nghiệp thời trang.

Các phụ kiện in 3D bao gồm giày dép, mũ, nón, túi xách đã xuất hiện trên các sàn catwalk trên thế giới. Một số nhà thiết kế thời trang thậm chí có tầm nhìn xa hơn đã chứng minh tìm năng của công nghệ này trong các dòng thời trang cao cấp như váy, áo choàng, áo dài và thậm chí một số trang phục lót đã được ra mắt tại các địa điểm thời trang khác nhau trên toàn thế giới.

Giày in 3D

Giày in 3D

Iris Van Herpen được nhắc đến như một người tiên phong hàng đâu trong việc ứng dụng công nghệ này. Cô đã làm ra nhiều bộ sưu tập thời trang được biểu diễn trên các sàn catwalk ở Paris và Milan, kết hợp in 3D xoá bỏ những quy tắc thông thường trong việc thiết kế thời trang. Rất nhiều người đã theo sau cô, tiếp tục tạo ra những sản phẩm thời trang ấn tượng trên toàn cầu.

In 3D áo thời trang

In 3D áo thời trang

In 3D giày thời trang

In 3D giày thời trang

Ứng dụng in 3D trong ngành công nghiệp thực phẩm

In 3D kẹo ngọt

In 3D kẹo ngọt

Mặc dù mới tiếp cận công nghệ in 3D, nhưng ngành công nghiệp thực phẩm đã cho thấy là một trong những ngành có ứng dụng khá thú ví đối với mọi người và có ìm năng đưa vào thực tiễn rất cao. Tất cả chúng ta đều phải ăn, in 3D đang nổi lên như là mộ cách thức mới để chuẩn bị và giới thiệu món ăn.

In 3d paste

In 3d paste

Những đột phá ban đầu của thực thẩm in 3D như sô-cô-la, kẹo ngọt, và những loại thực phẩm khác đang được tiếp tục phát triển và đưa ra thị trường với những máy in 3D chuyên biệt. Mô số thí nghiệm ban đầu khác bao gồm in 3D thực phẩm từ thịt ở cấp độ protein tế bào. Gần đây hơn pa-tê, bơ cũng là một nhóm thực phẩm khác đang được nghiên cứu để tạo ra thực phẩm từ in 3D.

Nhìn vào tương lai công nghệ in 3D cũng đang được xem xét như là một phương pháp chuẩn bị món ăn đầy đủ để cân bằng lượng chất dinh dưỡng một các toàn diện, điều độ tốt cho sức khoẻ.

Ứng dụng in 3D đối với người tiêu dùng

ứng dụng in 3D cho người tiêu dùng

ứng dụng in 3D cho người tiêu dùng

Chém thánh cho những nhà cung cấp in 3D chính là ứng dụng của in 3D cho người dùng cuối. Có một cuộc tranh luận rộng rãi về tính khả thi của công nghệ in 3D trong tương lai. Hiện nay, người dùng cuối còn khá lạnh nhạt, và thiếu thông tin tiếp cận với công nghệ in 3D, và đặt biệt là thiếu các dòng máy in 3D thực sự dành cho người dùng cuối – những người mới nhập môn in 3D. Đã có những máy in 3D được sản xuất dành cho người tiêu dùng, người dùng cuối từ các nhà sản xuất máy in 3D lớn như 3D Systems và Makerbot (công ty con của Stratasys), cố gắng làm cho quy trình in 3D trở nên dễ tiếp cận và thân thiện hơn (như cải tiến phần mềm, cung cấp nội dung số, …). Hiện nay có 3 cách chính để một người tiêu dùng có thể tương tác với công nghệ in 3D là:

  • Tự thiết kế + tự in 3D ra
  • Chọn thiết kế có sẳn + tự in 3D ra
  • Chọn + nhờ đến dịch vụ in 3D