Máy in 3D đã được tạo ra như thế nào?

Công nghệ in 3D còn được gọi là công nghệ tạo mẫu nhanh, ra đời cách đây 30 năm, cho đến nay đã trở thành một trong những nhân tố quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp của thế giới. Người ta ví công nghệ in 3D là công nghệ in những giấc mơ. Vậy những chiếc máy in giấc mơ ấy đã ra đời như thế nào ?


Người chế tạo ra máy in 3D đầu tiên trên thế giới, kĩ sư Chuck Hull

Chúng ta chắc hẳn ai cũng đã từng đọc cuốn chuyện tranh Đô - rê - mon của tác giả Fujiko Fujio. Trong chuyện, tác giả xây dựng nhân vật mèo máy với chiếc túi thần kì chứa rất nhiều những bảo bối từ thế kỉ 22. Bạn có bao giờ nghĩ rằng những món bảo bối đó chỉ có trong truyện và là trí tưởng tượng phong phú của tác giả. Ồ không ở thế kỉ 21 thì nó không còn là tưởng tượng nữa. Một trong những món bảo bối đã xuất hiện trong đời thực là chiếc máy thiết kế mô hình xuất hiện trong tập 20. Bảo bối này có khả năng tạo ra bất cứ đồ vật gì và chỉ cần cho bản thiết kế của nó vào máy. Đây chính là ý tưởng về máy in 3D hiện nay. 

Năm 1981, Hideo Kodama tại viện nghiên cứu Công nghiệp thành phố Nagoya (Nhật Bản) công bố bài bài báo đầu tiên mô tả cách thức vật liệu photopolyme (polymer cảm quang) cứng lại khi tiếp xúc với tia cực tím. Bằng cách này có thể tạo ra các vật thể rắn nhanh hơn. Bài báo cáo của Kodama đã đặt nền móng cho việc ra đời của máy in 3D sau này.

Đến năm 1984, máy in 3D SLA đầu tiên đã được kĩ sư người Mỹ Chuck Hull thiết kế và tạo ra khi đang tìm cách sử dụng đèn UV để tạo ra lớp vỏ ngoài bền chắc, hợp thời trang cho những chiếc bàn. Máy in 3D Stereolithography (SLA) được tạo ra bằng cách: đặt một bệ đỡ trong thùng chứa nguyên liệu lỏng, chùm tia UV di chuyển ở mặt trên cùng của nguyên liệu lỏng theo mặt cắt ngang của sản phẩm làm lớp nguyên liệu này cứng lại. Bệ đỡ chứa nguyên liệu đã cứng lại được hạ xuống thành một lớp mới, các lớp tiếp theo tiếp tục được tạo ra cho đến khi sản phẩm được hoàn tất. 

Máy in SLA

Năm 1939, Carl Deckard, một sinh viên tốt nghiêph Đại học Texac (Mỹ), đã sáng chế ra một phương pháp in 3D mới gọi là thiêu kết Laser chọn lọc (selective laser sintering - SLS). Đây là dạng in 3D dạng bột. Máy in 3D SLS có một con lăn để trải phẳng bột thành từng lớp mỏng, sau đó sếp chồng và dính chặt các lớp với nhau bằng cách chiếu tia Laser vào.

Máy in SLS

Năm 1989, nhà phát minh S. Scott Crump đã sáng chế ra máy in bằng phương pháp nóng chảy lắng đọng (FDM). Công nghệ in FDM sử dụng nguyên liệu chủ yếu là sợi nhựa. Sau đó sợi nhựa được nung nóng chảy và được đưa vào vòi phun , nhựa nóng chảy sẽ cứng ngay lập tức và xếp thành từng lớp chồng lên nhau để tạo ra vật thể 3D.

Máy in FDM

Qua 30 năm phát triển từ khi mới sơ khai đến nay, công nghệ in 3D đã có rất nhiều bước tiến mới. Bằng cách tìm ra nhiều phương pháp in mới, có thể in được với nhiều loại vật liệu phong phú như: sáp, giấy, tế bào, gốm...công nghệ in 3D đang dần trở thành một phần không thể thiếu được trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Đến nay công nghệ in 3D đã được ứng dụng rất rộng rãi trên thế giới trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp chế tạo, y học cho đến nghệ thuật, ẩm thực, thời trang và thậm chí là ngành không gian vũ trụ. 

Đinh Phương - 3DP tổng hợp.

BÀI VIẾT CÙNG CHUYÊN MỤC

Viết Bình luận