Bài viết khoa học

PGS.TS Trần Văn Thắng, Bộ môn Công nghệ in, ĐHBK Hà Nội.

Công nghệ in 3D ra đời từ những năm 80 của thế kỷ trước và trong nửa đầu năm 2014, sự xuất hiện của hệ thống in 3D laser có chọn lọc (SLS và SLM) với những chất liệu in bằng kim loại như nhôm, đồng, thép..., đã mang lại cơ hội thực sự cho công nghệ in 3D đột phá vào mọi ngành nghề, mọi lĩnh vực của cuộc sống.

Cho đến nay, các nước lớn trên thế giới đều có những chương trình nghiên cứu phát triển, triển khai ứng dụng in 3D vào thực tế của riêng mình và đã đạt được những kết quả rất kỳ diệu. Trong bài viết này tác giả xin cung cấp một số thông tin sưu tầm được về những nội dung trên và hy vọng sẽ có ích với bạn đọc.

1.Công nghệ in 3D trong chương trình nghị sự của một số quốc gia:

1.1 Mỹ

Tổng thống Obama đã đề cập đến công nghệ in 3D với vai trò “Tiềm năng cách mạng văn hóa trong phương pháp sản xuất ra hầu hết tất cả mọi thứ” trong Thông điệp Liên bang năm 2013 của mình. Trên thực tế, Chính phủ Mỹ đã đã hỗ trợ cho công nghệ in 3D từ nhiều thập kỷ trước, ví dụ như công nghệ laser thiêu kết chọn lọc (SLS) phát triển ở Đại học Texas dưới sư bảo trợ của Cơ quan phụ trách những nghiên cứu quốc phòng tiên tiến của Mỹ (DARPRA). Tổng thống Obama cũng đề cập đến Viện quốc gia về sáng kiến chế tác cộng (NAMII) – tên mới là “America Makes” NAMII, được thành lập năm 2012 với mục tiêu thúc đẩy công nghệ in 3D cho lĩnh vực chế tác của Mỹ. NAMII sẽ thúc đẩy nghiên cứu, phát triển và ứng dụng, tạo điều kiện cho hợp tác giữa các công ty, các trường đại học và các tổ chức phi lợi nhuận, giúp đỡ các hoạt động giáo dục và tạo điều kiện liên quan đến công nghệ in 3D. Năm 2014 tổng vốn đầu tư của Nhà nước và tư nhân trong công nghệ in 3D lên đến 30 triệu USD.

Quỹ khoa học quốc gia NSF (National Science Foundation) là một trong những đơn vị chính cung cấp tiền cho những dự án nghiên cứu về công nghệ in 3D ở Mỹ. Từ năm 1986 đến năm 2012, NSF đã cung cấp 200 triệu USD cho nghiên cứu công nghệ in 3D ở Mỹ.

Bộ Quốc phòng DOD (Department of Defense) cũng là đơn vị chi nhiều kinh phí cho công nghệ in 3D qua các cơ quan khác nhau của Bộ như: DARPRA, ONR (Office of Naval Research - cơ quan nghiên cứu hải quân). Trong khi NSF tập trung vào nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ở giai đoạn đầu thì DOD quan tâm nhiều đến việc triển khai in 3D trong thực tế.

1.2 Trung Quốc

Trong khi nhiều người tháy rằng cuộc cách mạng công nghệ in 3D là mối đe dọa đến lợi thế sản xuất của Trung Quốc thì chính quốc gia này lại có tham vọng tận dụng lợi thế của công nghệ in 3D trong lĩnh vực chế tác. Năm 2012 Trung Quốc đã đưa công nghệ in 3D vào chương trình nghiên cứu phát triển Công nghệ cao của Bộ khoa học và Công nghệ. Chính phủ Trung Quốc đã cấp 40 triệu nhân dân tệ (6,5 triệu USD) cho nghiên cứu vế công nghệ in 3D. Hiệp hội sản xuất châu Á – đơn vị được Chính phủ hỗ trợ phòng nghiên cứu đã thành lập Liên minh công nghệ in 3D Trung Quốc. Liên minh này đã có kế hoạch xây dựng 10 trung tâm công nghệ cao in 3D ở các thành phố khác nhau của Trung Quốc với vốn đầu tư 3,3 triệu USD mỗi trung tâm.

Tháng 6/3013, Chính phủ Trung Quốc cam kết đầu tư 245 triệu USD cho công nghệ in 3D trong suốt 7 năm tiếp theo. Viện nghiên cứu in 3D cũng ra đời trong năm 2013 và ban đầu được Chính phủ đầu tư 33 triệu USD. Trung Quốc cũng là nước đầu tiên trên thế giới mở Bảo tàng nghệ thuật in 3D tại Bắc Kinh vào năm 2013.

Tại triển lãm về công nghệ in 3D ở Trung Quốc và hội thảo đẩy mạnh phát triển các công nghệ chế tạo tiên tiến và in 3D, Thủ tướng Chính phủ Lý Khắc Cường đã có bài phát biểu quan trọng về yêu cầu tăng tốc phát triển công nghệ in 3D để hiện đại hóa nền kinh tế Trung Quốc.

Nhân dân nhật báo điện tử ngày 11/9/2015 cho biết George Smoot, nhà thiên văn vật lý và vũ trụ học người Mỹ đoạt giải Nobel Vật lý năm 2006 về công trình phát hiện bức xạ nền vũ trụ (cùng với John C.Mather) đã thành lập một tổ chức Khoa học và Công nghệ Smoot ở Trung Quốc và đã chọn công nghệ in 3D là dự án đầu tiên của tổ chức này. Hướng đi của tổ chức Khoa học này là nghiên cứu sản xuất để bán các máy in 3D mới nhất ở trình độ công nghiệp cũng như loại nhỏ. Đây là loại các máy in 3D mới nhất chạy theo hệ điều hành Android.

1.3 Anh

Tháng 6/2013, Ủy ban chiến lược công nghệ TSB (Technology Strategy Board) – cơ quan sáng tạo của Anh đã công bố Nhà nước đầu tư 13,9 triệu USD cho các công ty tư nhân để phát triển sản xuất công nghệ in 3D.

Đầu năm 2014, Thủ tướng Anh công bố Anh thành lập Trung tâm quốc gia in 3D với khoản đầu tư 25 triệu USD.

Trước đó, năm 2012, TSB đã phát động một cuộc thi mang tên “ Cảm hứng thiết kế tự do trong công nghệ in 3D” và đã tài trợ 11,5 triệu USD cho hoạt động hợp tác nghiên cứu phát triển cho lĩnh vực này.

Ngoài ra Bộ Giáo dục Anh cũng dành sự quan tâm đặc biệt cho công nghệ in 3D như triển khai một dự án thí điểm ở 21 trường đại học trong nước nhằm đánh giá khả năng sử dụng máy in 3D trong mô hình giáo dục STEM (Science- Technology- Engineering-Mathematies), sau đó mở rộng đến hơn 60 trường.

1.4 Nhật Bản

Chính phủ Nhật Bản là một trong những chính phủ sớm nhận ra tầm quan trọng của công nghệ in 3D và khuyến khích đầu tư vào công nghệ này song song với các công nghệ tiên tiến hàng đầu khác tại Nhật Bản. Bộ Kinh tế Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản đã công bố một kế hoạch hỗ trợ việc sử dụng máy in 3D trong các trường học. Bộ này sẽ trợ giá mua sắm máy in 3D cho nhiều trường đại học và cao đẳng kỹ thuật. Khoản trợ cấp này dự kiến sẽ được mở rộng đến các trường trung học cơ sở. Năm 2014, Bộ này đã hỗ trợ 44 triệu USD từ nguồn tiền ngân sách cho các hoạt động nghiên cứu và phát triển liên quan đến việc sử dụng công nghệ in 3D cho các sản phẩm bằng kim loại.

1.5 Hàn Quốc

Hàn Quốc là một trong những nước công nghiệp phát triển mạnh từ những năm 60 của thế kỷ XX. Về công nghệ in 3D, các nhà hoạch định chính sách của Hàn Quốc đã nhận định rằng với công nghệ mới và quan trọng này họ có khởi đầu hơi chậm một chút và họ đã nhận thức được thiếu sót này và nay đã dốc toàn lực vào công nghệ in 3D để bù vào thời gian đã mất. Điều này đã được thể hiện qua bài viết: “Hàn Quốc triển khai những công việc chủ yếu để công nghiệp hóa in 3D” (South Korea Lays the Groundword for Industrializing 3D Printing) của hai tác giả Mark Lee và Park Hyeong Yeol đưa lên mạng internet ngày 29/9/2014.

Bài báo trình bày phương hướng phát triển công nghệ in 3D của Chính phủ Hàn Quốc, tổ chức diễn đàn và động viên những nhà hoạch định chính sách tham gia vào phát triển công nghệ in 3D, tăng cường hợp tác giữa Bộ Khoa học, Công nghệ Thông tin và Truyền thông và Kế hoạch, bộ Thương mại và Năng lượng để loại bỏ các rào cản quan liêu giữa các bộ phận khác nhau của Chính phủ trong việc phát triển công nghệ in 3D. Chính phủ Hàn Quốc đã công bố chiến lược phát triển Công nghệ in 3D trong 10 năm của Hàn Quốc theo một lộ trình như sau:

Trong 5 năm đầu sẽ đặt dấu ấn đặc biệt liên quan đến công nghiệp ô-tô, y tế và điện tử. Năm năm sau sẽ nhắm đến hướng chung hơn dựa theo dự báo về nhu cầu của tương lai. Từ cuối năm 2015 Chính phủ đã cấp 15 triệu USD để phát triển công nghệ in 3D, nhưng Quốc Hội đã đề nghị tăng ngân sách lên 26 triệu USD cho 5 năm đầu tiên.

Trong phát triển về công nghệ in 3D của mình, Bộ Khoa học, Công nghệ Thông tin và Truyền thông và Kế hoạch đã lưu ý rằng thị trường 3D hiện nay bị khống chế bởi một nhóm công ty toàn cầu nắm được cốt lõi của công nghệ in 3D. Số ít các công ty của Hàn Quốc nắm được công nghệ này nhưng tính cạnh tranh còn yếu. Chính phủ sẽ trực tiếp lãnh đạo thực hiện chiến lược này và chỉ đạo cần phải liên kết hợp tác nghiên cứu tốt hơn giữa các trường đại học và các viện.

Các Bộ đã có kế hoạch đến năm 2017 triển khai máy in 3D ở 227 thư viện và 5885 trường học trên toàn quốc đồng thời có kế hoạch đào tạo đến năm 2020 sẽ có 10 triệu người Hàn Quốc sử dụng được máy in 3D, tức là một phần sáu dân số Hàn Quốc hiện nay.

Một số dự án nghiên cứu triển khai công nghệ in 3D của Hàn Quốc:

Ngày 28/4/2016 Hàn Quốc công bố lập dự án Phát triển đóng tàu bằng công nghệ in 3D ở Ulsan nhằm phát triển những con tàu in 3D và những thiết bị in 3D ở ngoài khơi. Dự án này được Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng cấp 20 triệu USD trong 5 năm.
Chế tạo các giá ăngten cho các vệ tinh của Hàn Quốc bằng công nghệ in 3D kim loại để đưa vào quỹ đạo năm 2017, công nghệ này đã tạo ra nhiều thay đổi quan trọng trong lĩnh vực chế tạo ở lĩnh vực hàng không – không gian.

2. Một số dự án triển khai in 3D và những kết quả đã đạt được trên thế giới.

Ở trên chúng ta đã thấy các nước trên thế giới đã chú trọng đến công nghệ in 3D và các cấp lãnh đạo Nhà nước đã đưa công nghệ in 3D vào các kế hoạch, chương trình phát triển kinh tế xã hội như thế nào.

Ngoài Nhà nước của các quốc gia, nhiều tổ chức kinh tế, doanh nhân, cá nhân khởi nghiệp trên thế giới cũng đã tìm tòi ứng dụng công nghệ in 3D để phát triển kinh tế, phục vụ đời sống cộng đồng theo nhiều cách rất sáng tạo.

Công nghệ in 3D đã được ứng dụng vào nhiều ngành công nghiệp như Ô tô, Hàng không, Y tế, Kiến trúc, Xây dựng, Điện tử, Vật lý, Hóa học, Khảo cổ, Địa chất...và trong các lĩnh vực của quân đội, Khoa học hình sự. Mới phát triển trong một vài thập kỷ gần đây nhưng công nghệ in 3D trên thế giới đã đạt được những kết quả hết sức kỳ diệu. Dưới đây tác giả xin nêu một số thành tựu nghiên cứu, triển khai tiêu biểu trong một số lĩnh vực của các nước trên thế giới về công nghệ in 3D.

2.1. Mỹ chế tạo máy bay “Chim ưng biển” MV-22 bằng Công Nghệ In 3D

Theo thông tin từ Hải quân Mỹ, việc chế tạo các cấu kiện trên nguyên mẫu chiếc MV-22 không dùng phương thức đúc truyền thống, mà nhờ công nghệ in 3D tạo ra nhiều lớp mỏng vật liệu phủ chồng lên nhau và được liên kết bằng phụ gia. Điều này tạo cho cấu kiện có hình dáng “hoàn hảo tới từng mi-li-mét”.

Trước chuyến bay thử nói trên, nguyên mẫu MV-22 đã thực hiện các bài thử nghiệm kéo dài 18 tháng trên mặt đất.

“Chuyến bay diễn ra rất hoàn hảo. Tôi không nhận ra bất kỳ điều gì bất thường trong quá trình bay”, Thiếu tá Travis Stephenson, phi công lái nguyên mẫu MV-22 cho biết.

Máy bay chim ưng biển MV-22 của Mỹ

Đánh giá về công nghệ sản xuất mới, chuyên gia Liz McMichael thuộc phòng thí nghiệm ứng dụng Lakehurst and Penn khẳng định, công nghệ in 3D có thể tạo ra cuộc cách mạng trong chế tạo hàng không: “Chúng tôi đã cố gắng có thể sản xuất bất kỳ bộ phận nào của máy bay MV-22 bằng công nghệ in 3D”.

Trong tương lai, Bộ Chỉ huy Không quân Hải quân Mỹ (NAVAIR) đang có kế hoạch sản xuất nhiều cấu kiện trên các dòng máy bay trực thăng hải quân H-1 và CH-53K bằng công nghệ in 3D.

Gần đây, Mỹ rất tích cực áp dụng công nghệ in 3D vào lĩnh vực quân sự. Mới đây nhất, hãng chế tạo Mỹ Lockheed Martin đã công bố kế hoạch sản xuất tên lửa bằng công nghệ này. Đại diện hãng chế tạo Mỹ tuyên bố, bằng công nghệ in 3D đã sản xuất được 80% cấu kiện của một số dòng tên lửa loại nhỏ. Trong khi đó, Boeing đã thử chế tạo lớp vỏ bọc lắp trên tên lửa đạn đạo Trident II bằng công nghệ in 3D.

2.2 Ngôi nhà 60 mét vuông in 3D giá 4.000 USD ở Mỹ

Hiện nay 1,2 tỷ người trên thế giới đang sống mà không có một mái nhà thực sự. Một startup tại Austin (Mỹ) vừa giới thiệu (14/03/2018) cách thức để giải quyết tình trạng này bằng cách sử dụng công nghệ in 3D.

ICON đã phát triển phương pháp in ngôi nhà một tầng diện tích khoảng 60 mét vuông bằng chất liệu xi măng chỉ trong 12 đến 24 tiếng. Nếu mọi chuyện đi đúng kế hoạch, một khu dân cư gồm 100 ngôi nhà sẽ được kiến thiết tại El Salvador vào năm sau.

Ngôi nhà mẫu sử dụng công nghệ in 3D của ICON có giá 10.000 USD nhưng hãng

cam kết sẽ giảm giá xuống 4.000 USD trong tương lai gần. Ảnh: The Verge.

Công ty này đã hợp tác với New Story, một tổ chức phi lợi nhuận giải quyết vấn đề nhà ở trên toàn cầu. “Chúng tôi sẽ xây nhà cho cộng đồng tại Haiti, El Salvador và Bolivia”, Alexandria Lafci, đồng sáng lập New Story nói với The Verge. Phiên bản đầu tiên của ngôi nhà, vừa ra mắt tại Austin, là bước đi đầu tiên trong kế hoạch cung cấp nhà ở cho nhóm người có thu nhập thấp. Jason Ballard, một trong 3 người sáng lập của ICON, cho biết ông sẽ thử nghiệm nó như một văn phòng làm việc để kiểm tra tính thực tế của ngôi nhà. “Chúng tôi sẽ cài đặt các bộ kiểm tra chất lượng không khí. Để xem ngôi nhà có biến đổi hoặc tạo mùi gì không?”

Sử dụng máy in Vulcan, ICON có thể in ra cả một ngôi nhà với giá 10.000 USD và dự định giảm giá xuống còn 4.000 USD. “Nó rẻ hơn nhiều so với các ngôi nhà truyền thống tại Mỹ”, Ballard nói.

2.3 Công nghệ In 3D phá vỡ ngành xây dựng truyền thống tại châu Âu

Các chuyên gia công nghệ 3D và công nghiệp xây dựng đã nhận định Châu Âu có thể phá vỡ ngành xây dựng trong năm năm tới bằng cách tiếp tục sử dụng phương pháp in 3D.

Họp mặt tại hội nghị 3D đầu tiên của Scandinavia vào tháng 3/2017,

các nhà lãnh đạo cung cấp thông tin chi tiết của họ về in 3D và xây dựng.

Diễn ra vào ngày 28 tháng 2 năm 2017, hội nghị đã hoàn tất khi thu hút 160 người tham gia từ các lĩnh vực xây dựng. Tại hội nghị, các chuyên gia đã nói về công nghệ in 3D trong hơn 40 dự án trên thế giới. Một chủ đề lặp đi lặp lại trong hội nghị đó là trong vòng ba đến năm năm tới, việc áp dụng công nghệ in 3D trong xây dựng sẽ phá vỡ ngành xây dựng truyền thống. Điều đó đã được khẳng định hoàn toàn bằng các dự án áp dụng công nghệ in 3D trong xây dựng thành công cho đến nay, được thực bên ngoài châu Âu và Mỹ, cụ thể là các nước như Trung Quốc, UAE và Philippines.

Enrico Dini, người sáng lập D-Shape, đã trình bày tầm nhìn và công việc của mình, bao gồm việc lắp đặt cầu 3D đầu tiên trên thế giới, ngay bên ngoài Madrid. Dini nhấn mạnh mục tiêu của Dubai về xây dựng bằng công nghệ in 3D sẽ chiếm 25% kiến trúc mới của thành phố vào năm 2030 và làm sao để các nhà chức trách tin tưởng.

Giáo sư Lafhaj nói: “Chúng ta cần phải thông minh hơn và sáng tạo hơn trong lĩnh vực xây dựng công trình. “Xây dựng bằng công nghệ 3D là một trong những cách tốt nhất vì nó mang tính công nghệ và sự đổi mới cho một ngành rất bảo thủ.”

Lund-Nielsen cho biết: “Đã có 60% các dự án in 3D trong xây dựng đang xuất hiện ở châu Âu và quan niệm mới trong ngành xây dựng này đang phá vỡ ngành xây dựng truyền thống và tạo ra tiềm năng tiết kiệm lao động, vật liệu lớn hơn các dự án của Trung Quốc. “Ở Châu Âu, do điều kiện thời tiết, cần phải đưa ra các giải pháp thích hợp cho cách nhiệt và quản lý độ ẩm trong các lĩnh vực xây dựng bằng công nghệ in 3D. Những giải pháp vừa nêu là hoàn toàn không được đề cập trong các dự án được thực hiện ở Châu Á và đây là tiềm năng để giảm đáng kể chi phí thực sự. “

Hội nghị in 3D đầu tiên của Scandinavia đã được tổ chức bởi 3D Printhuset, nhà cung cấp công nghệ 3D hàng đầu trong khu vực. Hội nghị được tổ chức tại Copenhagen, Đan Mạch, và có năm chuyên gia trong ngành công nghiệp cung cấp những hiểu biết sâu sắc về tương lai của công nghệ xây dựng bằng in 3D.

Cầu in 3D đầu tiên ở Tây Ban Nha chỉ là một trong những dự án xây dựng 3D

mà Printhuset đã tham gia vào năm 2016.

Công ty MX3D chuyên in 3D (có trụ sở tại thủ đô Amsterdam, Hà Lan) công bố ứng dụng công nghệ này để xây chiếc cầu bắc qua một con kênh tại địa phương.

Theo báo The Guardian (Anh), dự án dự kiến bắt đầu vào tháng 9/2017, trong đó một máy in 3D tích hợp cánh tay robot được sử dụng để “in” các kết cấu thép theo định dạng 3D.

2.4 Ô tô sản xuất bằng công nghệ in 3D

Hãng Divergent Microfactories vào ngày 25/6/2015 đã giới thiệu chiếc Divergent Microfactories Blade mang thiết kế vị lai, mượt mà và vô cùng bắt mắt. Mẫu xe này dùng động cơ sử dụng nhiên liệu hỗn hợp và có công suất tới 700 mã lực, nhưng điều đáng nói nhất là quá trình sản xuất được thực hiện bằng công nghệ in 3D.

Động cơ 700 mã lực có thể sử dụng được cả hai loại nhiên liệu là xăng và khí nén tự nhiên (CNG), có thể giúp xe tăng tốc từ 0 lên 100km/h trong thời gian dưới 2.5 giây. Điều này đạt được là lo xe có tổng khối lượng chỉ 635kg, nhẹ hơn rất nhiều so với các loại siêu xe đình đám nhất trên thế giới hiện nay.

2.5 Nga công bố các thành tựu về công nghệ in 3D

2.5.1 Các nhà du hành vũ trụ Nga phóng đi vệ tinh đầu tiên trên thế giới được sản xuất gần như hoàn toàn bằng máy in 3D.

Fyodor Yurchikhin và Sergey Ryazanskiy, hai phi hành gia người Nga, phóng bằng tay 5 vệ tinh siêu nhỏ (nanosatellite) có kích thước không vượt quá 30 - 60 cm từ Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) hôm 17/8/2017, theo International Business Times.Yurchikhin và Ryazanskiy hoàn thành công việc phóng 5 vệ tinh chỉ trong một giờ.

Lớp vỏ bọc và bộ pin của vệ tinh đầu tiên phóng ra khỏi ISS được làm bằng công nghệ in 3D. Các nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu xem các bộ phận do máy in 3D tạo ra có chống chịu được môi trường không gian hay không.

Vệ tinh 3D cũng chứa các thiết bị điện tử thông thường. Nó còn gửi lời chào tới Trái Đất bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau. Những người làm ra vệ tinh đặc biệt này là nhóm sinh viên tại Đại học Bách khoa Tomsk, Siberia.

Bốn vệ tinh còn lại đều mang những bộ phận truyền thống của tàu vũ trụ. Mỗi chiếc nặng từ 4,5 - 10 kg. Dự kiến chúng sẽ bay theo quỹ đạo tầm thấp của Trái đất khoảng 5 - 6 tháng.

Trong số 4 vệ tinh, một vệ tinh được làm ra để kỷ niệm 60 năm ngày Liên Xô phóng vệ tinh đầu tiên trên thế giới, Sputnik 1, lên quỹ đạo. Một vệ tinh khác phóng đi để tưởng nhớ Konstantin Tsiolkovsky, cha đẻ của tên lửa nước Nga sinh ra cách đây 160 năm. Hai vệ tinh nhỏ còn lại có chức năng định vị và thử nghiệm.

2.5.2 Nga sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo tăng Armata

(PetroTimes-11/08/2015) - Công ty chuyên sản xuất các loại xe thiết giáp hạng nặng Uralvagonzavod của Nga mới đây đã sử dụng thử nghiệm máy in 3D công nghiệp để sản xuất các linh kiện xe tăng, xe chiến đấu thế hệ mới.

Xe tăng T-14 Amata
Việc sản xuất các linh kiện và chi tiết xe quân sự hiện chỉ dừng lại ở quy mô nhỏ. Tuy nhiên, trong tương lai không xa, công nghệ in 3D đầy hứa hẹn này sẽ được triển khai sản xuất hàng loạt.Theo đó, nhờ được trang bị các máy in 3D Fortus 400mc, Uralvagonzavod đã có thể chế tạo các thành phần làm nên chiếc xe quân sự, thông qua một cách tiếp cận mới.

Ngoài thiết bị in Fortus 400mc cho phép in các chi tiết cỡ nhỏ với chiều dài khoảng 40cm, Uralvagonzavod cũng được cho là đang quan tâm tới loại máy in 3D cỡ lớn của S-MAX có thể sản xuất các linh kiện có chiều dài 1,8m.

Dự kiến, công ty Uralvagonzavod sẽ sử dụng công nghệ mới trong quy trình chế tạo xe tăng T-14 Armata và các phương tiện quân sự mới sử dụng khung gầm xe tăng này.

2.6 UAE - Các Tiểu Vương quốc Ả Rập Thống nhất:

Tòa nhà rộng 250 m² vừa được xây dựng thành công tại Dubai bằng công nghệ in 3D chính là tòa nhà in 3D đầu tiên trên thế giới có đầy đủ chức năng của một văn phòng.

Tòa nhà văn phòng được dựng nên bằng công nghệ in 3D đầu tiên trên thế giới chính thức được mở cửa ngày 25/5/2016 tại Dubai. Chỉ trong 17 ngày, tòa nhà một tầng có diện tích 250 m² đã được xây dựng xong bởi một chiếc máy in 3D khổng lồ cao đến 6m, sử dụng chất liệu đặc biệt được trộn từ bê tông, sợi nhựa gia cố, và thạch cao lõi sợi thủy tinh.

Tòa nhà này không chỉ để trưng bày đơn thuần,

mà còn có chức năng như một tòa nhà văn phòng

Dù chiếc máy in có chiều cao gần bằng 2 tầng lầu, dài đến 36,5m và rộng đến 12m, nhưng nó chỉ cần một nhân viên điều khiển để đảm bảo mọi thứ suôn sẻ. 17 người còn lại trong đội xây dựng gồm thợ cài đặt, thợ điện và kỹ sư cơ khí, họ đã hoàn thành công việc với giá chỉ 140.000 USD bao gồm cả phí xây dựng và nhân công. Mức này chỉ bằng một nửa so với khi xây dựng bằng phương pháp thông thường.

Tất nhiên tòa nhà này không phải là một thứ để các tay giàu có ở UAE (Các Tiểu Vương quốc Ả Rập Thống nhất) dùng để làm nơi ăn chơi, hiện tại nó đang được sử dụng như trung sở tạm thời cho tổ chức Quỹ tương lai Dubai. Năm sau, công trình này sẽ được sử dụng là trụ sở của Bảo tàng Tương lai Dubai.

“Đây là tòa nhà được tạo nên bằng công nghệ in 3D đầu tiên trên thế giới, và nó không chỉ là một tòa nhà trống rỗng, nó có đầy đủ các tính năng để phụ vụ công việc và nhân viên”,Mohamed Al Gergawi, Bộ trưởng Bộ Nội vụ UAE cho biết. Theo như Gergawi, Dubai đang có kế hoạch vào năm 2030 sẽ có 25% các tòa nhà ở Tiểu Vương quốc được xây bằng công nghệ in 3D.

2.7 Trung Quốc đặt nền móng công nghệ in 3D cho Châu Á và tham vọng dẫn đầu thế giới

Với chiến lược đầu tư mạnh mẽ cho công nghệ in 3D hiện nay, Trung Quốc đang tham vọng dẫn đầu thị trường Châu Á về công nghệ in 3D. Xa hơn nữa, quốc gia tỷ dân này mong muốn vượt mặt các đối thủ như Mỹ và các quốc gia Châu Âu.

Một công ty kỹ thuật tại Thượng Hải có tên Shanghai WinSun Decoration Design Engineering từng xây dựng thành công 10 căn nhà với diện tích 200 m² hoàn toàn bằng công nghệ in 3D. Công ty này khẳng định, công trình không hề sử dụng tới bê tông và chỉ tiêu tốn 4.800 USD (khoảng 120 triệu đồng), một con số rất thấp so với chi phí xây dựng nhà kiên cố bằng cốt thép.

Đây không phải là lần đầu tiên, một ngôi nhà được xây dựng bằng công nghệ in 3D. Trước đó đã có một vài ngôi nhà tại San Francisco, Mỹ và ở Nga đã áp dụng công nghệ này. Nhưng Trung Quốc đang là đầu tàu đi trước cả Châu Á về kỹ thuật xây dựng kiểu mới.

Ngôi nhà được làm hoàn toàn bằng công nghệ in 3D của công ty Shanghai WinSun Decoration Design Engineering

Theo Forbes, sự phát triển thần tốc này của Trung Quốc một phần nhờ sự hỗ trợ của chính phủ và cả ngành công nghiệp. Thậm chí, quốc gia đông dân nhất thế giới còn tham vọng thống trị công nghệ in 3D trong tương lai gần.

Theo IDC, Trung Quốc đã chi khoảng 1,1 tỷ USD cho công nghệ in 3D trong năm 2017 vừa qua. Với mức chi lớn như vậy, Trung Quốc đã trở thành "ông trùm" hàng đầu về tăng trưởng công nghệ in 3D tại Châu Á.

Trung Quốc giờ đây áp dụng cả công nghệ in 3D vào việc chế tạo

các mô hình giáo cụ trực quan trong y tế

Trung Quốc dùng công nghệ in 3D tạo ra biệt thự không sợ động đất

Một Công ty kiến trúc tại Bắc Kinh, Trung Quốc vừa hoàn thành một căn biệt thự gần như không thể phá hủy được bằng công nghệ in 3D.

Căn biệt thự này có khả năng chịu được các trận động đất lên đến 8 độ richter, nhưng không chỉ vậy, điểm đáng nói hơn nữa là nó được xây dựng chỉ trong 45 ngày. Tuy không được tiết lộ giá, nhưng hầu như tất cả các căn nhà được xây bằng phương pháp in 3D đều rẻ hơn rất nhiều so với thông thường, nên biệt thự này cũng không là ngoại lệ. Nói cách khác, đây có thể chính là loại nhà của tương lai.

Được thiết kế và xây dựng bởi công ty HuaShang Tengda, tác phẩm 3D này được in hoàn toàn tại nơi xây dựng, khác với một số công trình 3D khác thường in các phần khác nhau rồi ghép lại. Hơn nữa, công ty này cũng tạo ra cả một quy trình công nghệ in mới giúp tối ưu số lượng bê tông cần cho việc in. Trước khi nhấn nút bắt đầu in trên máy tính, thì một đội xây dựng sẽ lắp đặt phần khung của tòa nhà, bao gồm các thanh cốt thép và đường nước của nhà.

“Vì nó có tốc độ xây dựng nhanh, chi phí thấp, nguyên liệu đơn giản và thân thiện với môi trường, nên nhìn chung loại nhà này sẽ cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân”,HuaShang Tengda cho biết trên website của họ. “Nó có thể cải tiến cuộc sống của những người nông dân. Lợi ích xã hội của công nghệ này là vô hạn”.

Để thực hiện quy trình in đặc biệt của mình, HuaShang Tengda đã phát triển 4 phần mềm chính cho việc trộn bê tông, truyền chất liệu, lắp ráp thành phần điện tử và in 3D. Hãng chỉ sử dụng khoảng 20 tấn bê tông để xây dựng toàn bộ căn biệt thự. Một số phần của bức tường có độ dày lên đến 244cm. Sau khi hoàn thành quá trình in thì các thợ thi công sẽ bắt đầu sơn và trang trí nội thất cho nhà.

HuaShang hy vọng công nghệ của họ sẽ được dùng in ra nhà để giúp những người đang có hoàn cảnh khó khăn và nó có thể tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành xây dựng.

3. Kết luận

Công nghệ in 3D đã được nghiên cứu triển khai vào hầu hết các lĩnh vực khoa học, công nghiệp và cuộc sống xã hội. Những thành tựu đạt được cho đến nay của công nghệ in 3D là vô cùng to lớn và phong phú. Trong phạm vi của bài báo, tác giả chỉ đưa ra được một số sự kiện nổi bật. Hy vọng sẽ có dịp quay lại đề tài này cùng bạn đọc với nội dung phong phú hơn.

Một vấn đề tác giả còn băn khoăn là chiến lược phát triển công nghệ in 3D ở Việt Nam sẽ như thế nào, mặc dù hiện nay ở nước ta đã có những nhu cầu cụ thể về công nghệ in 3D, có thể dễ dàng mua các máy in 3D để sử dụng, thậm chí nước ta đã có nhiều người chế tạo được máy in 3D để phục vụ cho việc phát triển ứng dụng công nghệ này. Tuy nhiên để Việt nam trở thành một nước công nghiệp hiện đại trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 thì cần phải sớm có một chiến lược phát triển công nghệ in 3D ở quy mô lớn hơn và ở tầm cỡ cao hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO