Ứng dụng công nghệ in 3D trong các lĩnh vực

Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất, chế tạo

Trong ngành công nghiệp ô tô

Ngoài mục đích thử nghiệm,tạo mẫu, thiết kế và sản xuất một số bộ phận, công cụ lắp ráp đặc biệt, thì ngành công nghiệp ô tô đã sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất ra cả những chiếc xe hoàn chỉnh. Chiếc xe hơi đầu tiên được tạo ra bởi công nghệ in 3D là Urbee, được sản xuất hoàn toàn bằng công nghệ in 3D. Đa số những chi tiết máy được in trên máy in 3D của Công ty Statasys – nhà sản xuất các hệ thống sao chép nhanh các loại hình khuôn mẫu. Nhà sản xuất chiếc xe đó đã tập trung vào việc tăng tối đa số lượng các bộ phận của xe được in 3D với mục tiêu chính ưu việt là tiết kiệm nhiên liệu. Tuy Urbee chưa thể đạt được vận tốc cao như những chiếc ôtô thông thường nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu hơn hẳn và được thiết kế khá đẹp mắt.

Trong ngành công nghiệp điện tử

Công nghiệp điện tử cũng là một trong những ngành công nghiệp ứng dụng đầu tiên của in 3D. Máy in 3D đã được sử dụng để chế tạo ra các bộ phận phức tạp đặc biệt từ nhiều chất liệu khác nhau và đã mở ra một trào lưu mới mẻ của ngành công nghiệp này. Rõ ràng, khi áp dụng công nghệ này, những chi tiết phức tạp được in ra một cách nhanh chóng và vô cùng chuẩn xác.

Hãng Cartesian của Úc đã tạo ra chiếc máy in 3D Argentum, phun ra mực dẫn điện (làm bằng các hạt nano bạc) lên vải, giấy, acrylic, nhựa, MDF và nhiều chất liệu sợi thủy tinh khác, tạo ra các bo mạch cứng và rất linh hoạt, thậm chí là có thể được dệt vào quần áo.

Trong lĩnh vực năng lượng

Trong lĩnh vực năng lượng hãng Siemen đã chế tạo và thử nghiệm rất thành công cánh quạt động cơ Turbine khí bằng việc ứng dụng công nghệ in 3D, mở đường cho các nhà sản xuất điện, các thiết bị nặng khác sử dụng công nghệ in 3D, không những để chế tạo ra các mô hình hoặc nguyên mẫu mà còn có thể chế tạo những chi tiết thực tế trong sản phẩm của họ.

Ngành hàng không vũ trụ

Ngành hàng không vũ trụ và quốc phòng: Trong các lĩnh vực hàng không, vũ trụ và quốc phòng cũng đã áp dụng công nghệ in 3D vào thực tế như sản xuất các bộ phận của máy bay, chế tạo súng, tàu vũ trụ, ..vv… Đa phần in 3D đều được sử dụng để sản xuất ra các bộ phận phức tạp nhất.

Người ta đã ứng dụng công nghệ sản xuất 3D trong việc sản xuất ra các bộ phận của máy bay, đặc biệt là các bộ phận có hình dạng khá phức tạp. Công nghệ tiên tiến này hữu ích trong sản xuất công cụ, kiểm tra, lắp ráp, bảo trì và hạn chế số lượng hàng tồn kho. Hơn nữa, in 3D cho phép cải tiến tối đa hiệu suất, như tiết kiệm nhiên liệu nhờ giảm được trọng lượng các bộ phận từ các nguyên liệu tiên tiến hơn.

NASA ứng dụng công nghệ in 3D

Cơ quan Hàng không Vũ trụ của  Hoa Kỳ (NASA) sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất ra một số bộ phận đặc biệt cho tàu vũ trụ. Hơn thế, NASA còn thực hiện việc in ấn này ngay trong không gian của vũ trụ.

Ngành công nghiệp quốc phòng

Ngành công nghiệp quốc phòng sử dụng ứng dụng công nghệ in 3D cho các mục đích sản xuất đặc biệt và tiết kiệm tối đa chi phí. Ngoài sản xuất theo các yêu cầu phức tạp, sản xuất với số lượng ít, nhỏ, in 3D có lợi thế khác biệt trong sản xuất quốc phòng – đó chính là sản xuất và thay thế nhanh chóng, dễ dàng khi có nhu cầu, và trực tiếp trên chiến trường. Sau việc sử dụng nhựa để sản xuất, máy in kim loại 3D chế tạo súng đã được ra đời bởi một công ty con của tập đoàn Stratasys.

Y tế và chăm sóc sức khỏe

In 3D trong y tế là một trong những lĩnh vực có tốc độ tăng trưởng ứng dụng nhanh bậc nhất hiện nay trên thế giới. Các công nghệ in 3D từ ít, đơn giản, đến phức tạp đang được ứng dụng nhằm phục vụ tốt các mục tiêu khác nhau trong ngành y tế. Ví dụ như:

• In mô hình giải phẫu từ file chụp CT, MRI để phục vụ cho các chẩn đoán và lập kế hoạch phẫu thuật.
• Tạo ra khay chỉnh nha trong suốt
• In 3D miếng ghép thay thế khớp người
• Tạo nẹp chỉnh hình
• Sản xuất tay giả, chân giả, hay tai giả in 3D

Kiến trúc và xây dựng

Ngành xây dựng đã sẵn sàng đón nhận một làn sóng kỹ thuật mới được gọi là công nghệ In 3D vào việc tiến hành thi công các công trình dân dụng từ cầu cống đến các loại kiến trúc khác nhau. Nền công nghiệp hiện đại đang tiến dần đến với thời kỳ công nghiệp 4.0 đặc trưng bởi sự phối hợp giữa 3 công nghệ mới đó là In 3D, cảm biến, và robot; và người ta mỗi ngày càng khám phá thêm những ứng dụng mới từ bộ ba công nghệ ưu việt này.

Giáo dục

In 3D cũng có những ứng dụng thiết thực trong ngành giáo dục, đặc biệt liên quan đến các môn học khoa học, kỹ thuật, công nghệ và kỹ năng toán học. Nhờ ứng dụng công nghệ in 3D, sinh viên có thể thiết kế và sản xuất ra các sản phẩm trong lớp học, có cơ hội thử nghiệm các ý tưởng mới, vừa học và vừa làm với máy in 3D. Cách làm này làm tăng hứng thú học tập, làm việc theo nhóm, cũng như tương tác trong lớp học và hỗ trợ khả năng sáng tạo, kỹ năng máy tính, cũng như khả năng tư duy ba chiều của sinh viên.

5 lợi ích lớn nhất của máy in 3D trong ngành giáo dục

• Khơi gợi hứng thú
• Tạo điều kiện để phát triển chương trình giáo dục STEM (Science- Technology-Engineering- Mathematics);
• Cho phép có thể tiếp cận với các đối tượng học tập mà chưa từng có trước đây
• Mở ra nhiều các khả năng mới cho việc học tập
• Thúc đẩy các kỹ năng giải quyết vấn đề.

 Sản xuất thực phẩm

Những chiếc máy in 3D hiện nay không những có thể tạo ra các sản phẩm đẹp, làm vừa mắt người tiêu dùng mà còn ngày càng được sử dụng vô cùng rộng rãi trong lĩnh vực ẩm thực.

 Ứng dụng công nghệ in 3D, những chiếc máy in thực phẩm 3D tạo ra vật chất ăn được dạng lỏng thông qua các vòi phun theo từng lớp dựa trên các chương trình được lập trình sẵn trên máy tính. Máy in thực phẩm 3D có thể tạo ra socola, bánh, kem, kẹo, mì, bánh pizza và các loại đồ ăn nhanh thơm ngon khác.

Trong gia đình

Với chi phí khá thấp và sự tiện dụng, máy in 3D sẽ dần trở thành một trong những thiết bị trong gia đình. Máy in 3D để bàn cho phép sản xuất ra bất cứ thứ gì ngay trong căn nhà riêng của bạn, tất nhiên là với kích thước phù hợp với máy in và các nguyên liệu có thể sẵn có. Các vật dụng yêu thích như là đồ chơi, đồ dùng hay đồ vật trang trí là những ứng dụng phổ biến nhất. Nhờ máy in 3D để bàn, mỗi người có thể tự thiết kế và sản xuất vật dụng theo yêu cầu riêng biệt của bản thân, làm nên cá tính của mình.

Ứng dụng in 3D trong tạo mẫu đúc

Công nghệ in 3D được ứng dụng đã và đang thực sự cải tổ ngành đúc, từ đúc đồng, đúc nhôm, đúc gang, cho đến đúc thạch cao, đúc composite v.v… những công ty, làng nghề đúc đã tiếp cận và ứng dụng được công nghệ in 3D vào quá trình tạo mẫu đúc và phát triển một cách nhanh chóng, bởi 2 lý do:

Nhờ có công nghệ in 3D, họ có thể tạo mẫu rất nhanh, chuẩn và bớt rủi ro, kiểm soát quá trình tạo mẫu dễ dàng hơn.

Giá thành của việc tạo mẫu đúc bằng công nghệ in 3D rẻ hơn khá nhiều so với các phương pháp tạo mẫu khác.

Ứng dụng in 3D trong sản xuất cúp, đồ lưu niệm

Trước đây, để chế tạo ra mẫu cúp, đồ lưu niệm thì khách hàng thường chỉ có thể lựa chọn một số rất ít các phương án gia công, sản xuất như: đúc đồng, đúc composite,  cắt CNC, khắc laser – với những phương án gia công này thì thường mất khá nhiều thời gian, rất khó để sản xuất ra được những mẫu cúp có cấu trúc khó. Nhưng nhờ ứng dụng công nghệ in 3D mà việc sản xuất cúp, đồ lưu niệm trở nên dễ dàng với nhiều thiết kế, mẫu mã đa dạng và đẹp mắt.

Ứng dụng công nghệ in 3D rất rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực của đời sống. Giúp con người tiến xa hơn về mọi mặt và góp phần to lớn trong nền văn minh của con người.