Cổng thông tin điện tử Sở Khoa học công nghệ tỉnh Sóc Trăng
 
 
 
Liên kết website
Skip portlet Portlet Menu
 
 
Hit counter
Lượt truy cập
0 3 2 2 2 8 9 4
 
 
 
 
 
Tin Khoa học Công nghệ
Ứng dụng công nghệ in 3D trong lĩnh vực sản xuất và chế tạo
(09/08/2018)

Công nghệ in 3D đã trở thành xu hướng công nghệ quan trọng trên thế giới và là một trong những công nghệ chủ chốt của cuộc cách mạng lần thứ tư, bên cạnh các công nghệ internet vạn vật - IoT, dữ liệu lớn, rô-bốt, sinh học tổng hợp,...

Công nghệ in 3 chiều (in 3D) còn được gọi là công nghệ sản xuất đắp dần (Additive Manufacturing) đã trở thành xu hướng công nghệ quan trọng trên thế giới. Công nghệ in 3D đang ngày càng phát triển, không chỉ giúp chế tạo khuôn mẫu được chính xác và dễ dàng hơn mà còn tìm được nhiều ứng dụng trong thực tế cuộc sống, chẳng hạn như in 3D có thể tạo ra đồ vật từ nhiều loại vật liệu: nhựa, kim loại, gốm sứ, thủy tinh, giấy,…các loại vật liệu này có thể dưới dạng bột, dây tóc, chất lỏng hoặc tấm. Với một số kỹ thuật, một vật đơn giản có thể được in bằng nhiều vật liệu và màu sắc, và một tác vụ in đơn lẻ thậm chí có thể tạo ra các bộ phận chuyển động kết nối (như bản lề, liên kết chuỗi hoặc lưới).

Một số công nghệ in 3D được sử dụng hiện nay: “Thiêu kết lazer chọn lọc” (Selective laser sintering - SLS), “Thiêu kết laser chọn lọc trực tiếp” (Direct metal laser sintering - DMLS), “Mô hình hóa bằng phương pháp nóng chảy lắng đọng” (Fused deposition modeling - FDM), “Tạo hình nhờ tia laser” (Stereolithography - SLA) và “In phun sinh học” (Inkjet bioprinting). Mỗi loại đều có những ưu điểm và hạn chế riêng.

Công nghệ in 3D đang ngày càng phát triển, nó đang được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp sản xuất chế tạo, y tế và chăm sóc sức khỏe, kiến trúc và xây dựng, giáo dục, sản xuất thực phẩm,…

Lĩnh vực sử dụng in 3D nhiều nhất có thể kể đến ngành công nghiệp sản xuất/chế tạo, bởi công nghệ này mở ra tiềm năng về lợi thế chi phí sản xuất, cải tiến quy trình và cả sản phẩm cho các nhà cung cấp. Chẳng hạn trong công nghiệp ôtô, công nghệ in 3D được sử dụng nhằm mục đích thử nghiệm, thiết kế, tạo mẫu và sản xuất một số bộ phận, công cụ lắp ráp đặc biệt, và công nghệ này còn được dùng để sản xuất ra những chiếc xe hoàn chỉnh. Điều này được minh chứng bằng việc chiếc xe hơi đầu tiên được tạo ra bằng công nghệ in 3D là Urbee. Urbee được làm bằng cách dùng chiếc máy in 3D đặc biệt, in dần từng lớp thân xe và phần lớn các chi tiết máy. Bởi thế nên quá trình “sản xuất kĩ thuật số” này thu hút nhiều sự chú ý, vì nó khác xa thông thường và cũng vô cùng đơn giản “chỉ là đặt những chất liệu vào vị trí cần thiết”. Tuy Urbee chưa đạt được vận tốc như những ôtô thông thường nhưng tiết kiệm nhiên liệu hơn hẳn và được thiết kế khá đẹp mắt.

Các nhà sản xuất xe hơi lớn của Hoa Kỳ (Ford, GE, Mattel,...) sử dụng in 3D để cắt giảm chi phí và thời gian sản xuất trong giai đoạn tạo mẫu, như Ford sử dụng công nghệ này trong chế tạo các đầu xi-lanh được sử dụng trong động cơ EcoBoost nhằm giảm nhiên liệu tiêu thụ. Còn GE thì ứng dụng in 3D trong quá trình sản xuất đầu dò siêu âm, giúp cắt giảm khoảng 30% chi phí hoạt động,…

Không chỉ trong lĩnh vực công nghiệp ô tô mà in 3D còn được ngành công nghiệp điện tử ứng dụng đầu tiên. Máy in 3D được sử dụng để chế tạo các bộ phận phức tạp đặc biệt từ các chất liệu khác nhau và đã mở ra trào lưu mới cho ngành công nghiệp này. Khi áp dụng công nghệ này thì những chi tiết phức tạp được in ra một cách nhanh chóng và chuẩn xác hơn rất nhiều. Hãng Cartesian của Úc đã tạo ra máy in 3D Argentum, phun ra mực dẫn điện (làm bằng các hạt nano bạc) lên giấy, vải, acrylic, nhựa, MDF và nhiều chất liệu sợi thủy tinh khác, tạo ra các bo mạnh cứng và linh hoạt, thậm chí có thể được dệt lên quần áo.

Trong lĩnh vực năng lượng, hãng Siemen đã chế tạo và thử nghiệm thành công cánh quạt động cơ Turbine khí bằng công nghệ in 3D, mở đường cho các nhà sản xuất điện và các thiết bị nặng khác sử dụng công nghệ này, không những để chế tạo các mô hình hoặc nguyên mẫu mà còn chế tạo những chi tiết thực tế trong sản phẩm của họ. Turbine khí là động cơ đốt trong tạo ra dòng điện ở trung tâm khối động cơ. Chúng chuyển đổi khí đốt tự nhiện hoặc các nhiên liệu lỏng sang năng lượng cơ học, dẫn động máy phát điện sinh ra năng lượng điện. Siemens đã thử nghiệm thành công tại Trung tâm thử nghiệm Turbine ở London (Anh) trong vài tháng, là bước tiến lớn trong sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo các thiết bị điện. Một trong những lĩnh vực đòi hỏi khắt khe nhất đối với tính ứng dụng công nghệ này.

Trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ và quốc phòng cũng áp dụng công nghệ in 3D vào thực tiễn sản xuất các bộ phận của máy bay, tàu vũ trụ, chế tạo súng,... đa phần được sử dụng để sản xuất các bộ phận phức tạp. Công nghệ tiên tiến này hữu ích trong sản xuất công cụ, kiểm tra, bảo trì, lắp ráp và hạn chế số lượng hàng tồn kho. Hơn nữa, nó còn giúp cải tiến hiệu suất, như tiết kiệm nhiên liệu nhờ giảm trọng lượng các bộ phận từ các nguyên liệu tiên tiến hơn. Một số hãng hàng không đầu tiên đã áp dụng công nghệ in 3D để tạo ra nhiều bộ phận cho chiếc máy bay như: hãng Airbus đã sử dụng công nghệ này tạo ra bộ phận máy bay tốt hơn, chắc hơn và nhẹ hơn 50-80%, đều này giúp tiết kiệm tiền mua nhiên liệu mỗi năm; hãng Boeing cũng đã in 200 bộ phận khác nhau cho 10 loại máy bay; cơ quan hàng không Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) cũng sử dụng công nghệ này để sản xuất bộ phận đặc biệt cho tàu vũ trụ. NASA cũng đang nghiên cứu sử dụng máy in 3D trong việc chế tạo đèn chiếu sáng không gian nhằm phục vụ tốt việc khám phá vũ trụ. Tháng 4/2017, NASA đã dùng máy in 3D sản xuất áo giáp “Chain mail” bảo vệ phi hành gia và tàu vũ trụ, đều này sẽ hữu ích trong việc giúp các phi hành gia và tàu vũ trụ chống chịu với môi trường khắc nghiệt của vũ trụ. Ngoài ra, NASA còn dự định sử dụng máy in 3D để xây dựng nhà trên Mặt trăng, tạo các thiết bị di chuyển bao gồm cả động cơ tên lửa...

Công nghệ và vật liệu in 3D được nghiên cứu, ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực nên thu hút sự quan tâm đầu tư của các doanh nghiệp nhiều nước trên thế giới. In 3D được dự đoán sẽ phát triển mạnh mẽ trong tương lai nhờ khả năng tạo ra thay đổi rất lớn trong lĩnh vực gia công chế tạo. Vai trò, tầm quan trọng và xu hướng phát triển của công nghệ in 3D không chỉ trên thế giới mà cả ở nước ta. Cụ thể, Quyết định số 13/2017/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ đã bổ sung công nghệ in 3D vào Danh mục công nghệ cao được ưu tiên đầu tư phát triển, có hiệu lực thi hành từ 15/6/2017, đã tạo ra hành lang pháp lý để thúc đẩy phát triển công nghệ in 3D ở nước ta.

Nguồn tài liệu: Tổng luận khoa học công nghệ kinh tế số 7-2017.

Văn phòng Sở (Trúc Phương)

Tin đã đưa

Trang đầu Trang trước 12345678910 Trang sau Trang cuối
 
 
 

 
 
 
Hình ảnh hoạt động
Skip portlet Portlet Menu
 
Chuyên mục KHCN
Skip portlet Portlet Menu