HỌC VIỆN NGÂN HÀNGHỆ ĐẠI TRÀ
BÀI TẬP LỚN
MÔN NĂNG LỰC SỐ ỨNG DỤNG
TÊN ĐỀ TÀI:
ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ IN 3DTRONG MỘT SỐ NGÀNH CÔNG NGHIỆP
TÊN NHÓM: NHÓM 9
Trang 2HỌC VIỆN NGÂN HÀNGHỆ ĐẠI TRÀ
BÀI TẬP LỚN
MÔN NĂNG LỰC SỐ ỨNG DỤNG
TÊN ĐỀ TÀI:
ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ IN 3DTRONG MỘT SỐ NGÀNH CÔNG NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn: Cô Nguyễn Thị Thu Trang
Danh sách nhóm:
1 26A4053332 - Dương Phú Đạt (Nhóm trưởng)2 26A4050693 - Tạ Đăng Phương Nguyên3 26A4052966 - Phạm Huyền Diệu4 26A4051605 - Phạm Thanh Thư5 26A4051618 – Nông Thùy Trang
HÀ NỘI - 11/2023
Trang 3Chỉ số đóng góp của mỗi thành viên và chữ kí xác nhận:
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Học viện Ngân Hàng đã đưa bộmôn Năng lực số ứng dụng vào chương trình giảng dạy và cô Nguyễn Thị Thu Trang,giảng viên bộ môn Năng lực số ứng dụng thuộc khoa Hệ thống thông tin quản lý, đã đồnghành cùng tập thể sinh viên lớp K26KDQTC trong học phần môn Năng lực số ứng dụngvà tận tình giảng dạy, hướng dẫn chúng em hoàn thành bài tập lớn này Do vẫn còn nhiềuthiếu sót về kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm nên bài tập lớn này của chúng em vẫncòn tồn tại nhiều thiếu sót, kính mong cô nhận xét và góp ý để bài tập lớn lần này củachúng em được hoàn thiện, chỉn chu hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Trang 5LỜI CAM ĐOAN
Nhóm chúng em xin cam đoan những nội dung được nêu và trình bày trong bài tập lớnmôn Năng lực số ứng dụng này hoàn toàn do bản thân chúng em thực hiện, không phải làkết quả được sao chép từ bất kì tài liệu nào cũng như chưa từng được công bố trong bất kìnghiên cứu nào khác Bài tập lớn này được chúng em thực hiện với sự hỗ trợ và thamkhảo từ các tài liệu, bài báo, thông tin liên quan đến đề tài và đã có trích dẫn nguồn rõràng, đầy đủ, minh bạch.
Nếu phát hiện có bất kì sự gian lận nào trong bài tập, chúng em xin chịu trách nhiệmhoàn toàn về nội dung bài tập lớn của nhóm mình
Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2023 Nhóm trưởng
Trang 6MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IN 3D TRONG CÔNG NGHIỆP 10
1.1 In 3D là gì? 10
1.2 Tổng quan về công nghệ in 3D: 10
1.2.1 Sự hình thành và phát triển của công nghệ in 3D: 10
1.2.2 Cách hoạt động của công nghệ in 3D: 11
1.2.3 In 3D trong đời sống: 13
1.3 Tổng quan về ngành công nghiệp: 15
1.3.1 Ngành công nghiệp là gì? 15
1.3.2 Phân loại các loại hình công nghiệp: 16
1.4 In 3D trong công nghiệp có ứng dụng như thế nào? 18
CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ IN 3D TRONG MỘT SỐ NGÀNH CÔNG NGHIỆP HIỆN NAY 19
2.1 Trong lĩnh vực thời trang: 19
Trang 8DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
1, 3D: 3 – Dimension
2, FDM: Fuse Deposition Modeling3, FFF: Fused Filament Fabrication4, CNĐP: Công nghiệp địa phương5, CNTW: Công nghiệp trung ương6, CNVH: Công nghiệp văn hóa7, CNST: Công nghiệp sáng tạo8, SLA: Stereolithography9, DLP: Digital Light Processing10, SLS: Selective Laser Sintering
Trang 9LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghệ 4.0, với sự tiến bộ không ngừng của khoa học kĩ thuật, con người đã phát minh ra rất nhiều phát minh mới mang tính cách mạng, giúp cải thiện năng suất làm việc và chất lượng cuộc sống lên rất nhiều Và công nghệ in 3D là một trong số đó Ngay từ khi ra đời, nó đã thay đổi hoàn toàn cách con người tiếp cận và xử lí các công việc trong cuộc sống; chứng minh được sự ưu việt, hữu dụng của mình và được áp dụng rộng khắp toàn thế giới trên nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y tế, giáo dục, nghệ thuật cho đến các ngành công nghiệp, quân sự, Vì vậy, chúng em quyết định lựa chọn đề tài về công nghệ in 3D và phân tích cụ thể ứng dụng của nó trong một số ngành công nghiệp phổ biến hiện nay Trong bài làm, chúng em sẽ phân tích cụ thể thực trạng của các ngành công nghiệp hiện nay, qua đó cho thấy được sự tối ưu, hiệu quả sau khi ứng dụng công nghệ in 3D Đồng thời, chúng em cũng sẽ đưa ra, phân tích một số vấn đề còn tồn tại của công nghệ này cùng những dự đoán về khả năng phát triển của nó trong tương lai Rất mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp từ cô và các bạn để bài làm của nhóm chúng em được hoàn thiện hơn
1.
Trang 10CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IN 3D TRONG CÔNG NGHIỆP1.1 In 3D là gì?
3D là viết tắt của từ 3-Dimension (3 chiều) Kỹ thuật 3D là kỹ thuật tạo ra nhữnghình ảnh, mô hình có chiều sâu, giống như thật với sự trợ giúp của các phần mềm đồ họavi tính.
Công nghệ in 3D là một quá trình sản xuất vật thể 3D từ các vật liệu như nhựa,kim loại, hoặc bất kỳ vật liệu nào khác Các vật thể này được tạo ra bằng cách xếp từnglớp vật liệu lên nhau theo một trình tự nhất định (Admin, 2021)
Tùy vào cách thức xếp chồng và xây dựng mô hình 3D và vật liệu cấu thành,công nghệ in 3D được phân thành 3 nhóm chính sau:
+ Sử dụng vật liệu in 3D dạng nhựa dẻo và phi kim loại.+ In 3D từ vật liệu kim loại.
+ Sử dụng vật liệu hữu cơ.
1.2 Tổng quan về công nghệ in 3D:
1.2.1 Sự hình thành và phát triển của công nghệ in 3D:
Công nghệ in 3D là một phương pháp sản xuất vật thể ba chiều dựa trên mô hìnhkỹ thuật số Công nghệ này được phát triển lần đầu tiên vào năm 1980 bởi Tiến sĩKodama, người Nhật Bản Ông đã mô tả một phương pháp sản xuất bằng cách đắp các
Trang 11lớp vật liệu chồng lên nhau Tuy nhiên, ông không kịp đệ trình thủ tục cấp giấy chứngnhận bản quyền đúng thời hạn 4 năm sau, Charles Hull, một kỹ sư người Mỹ, đã phátminh ra một quá trình sản xuất vật thể ba chiều mới, gọi là Stereolithography (SLA) Quátrình này sử dụng laser để chiếu lên một lớp vật liệu nhựa lỏng, làm cho lớp nhựa nàycứng lại và tạo thành một lớp vật thể Hull đã thành lập công ty 3D Systems, một trongnhững công ty đi đầu trong lĩnh vực công nghệ in 3D Trong 20 năm đầu tiên, công nghệin 3D chỉ phát triển chậm chạp, chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp,chẳng hạn như tạo mẫu nhanh
Tuy nhiên, vào năm 2009, nhiều bằng sáng chế về công nghệ in 3D đã hết hạn bảovệ bản quyền, trong đó có bằng sáng chế của công nghệ Fuse Deposition Modeling(FDM) Quá trình FDM sử dụng một đầu nóng để nấu chảy vật liệu nhựa, sau đó ép vậtliệu này thành từng lớp để tạo thành vật thể Việc hết hạn bảo vệ bản quyền đã tạo điềukiện cho nhiều nhà sản xuất tham gia vào thị trường công nghệ in 3D Giá thành sản xuấtgiảm và công nghệ in 3D trở nên phổ biến hơn, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khácnhau, từ y tế, công nghiệp, giáo dục đến giải trí
Theo dự đoán, thị trường công nghệ in 3D sẽ tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ trongnhững năm tới Năm 2013, ngành công nghệ này trị giá khoảng 3,1 tỷ USD/năm, tăng35% so với năm 2012 (Trị, 2015)
Nguồn: Tạp Chí Tia Sáng
Trang 121.2.2 Cách hoạt động của công nghệ in 3D:
Máy in 3D FFF (Fused Filament Fabrication) là một trong những công nghệ in 3D phổbiến nhất hiện nay Công nghệ này sử dụng một đầu phun để ép đùn nhựa nóng chảy, sauđó tạo thành từng lớp vật thể.
Để máy in 3D FFF hoạt động, cần có các thành phần chính sau:
Máy in: bao gồm các bộ phận cơ khí và điện tử để di chuyển đầu phun và tạo hình
5 Khởi động máy in và bắt đầu quá trình in.
Trong quá trình in, đầu phun sẽ di chuyển theo đường chạy đã được định sẵn Nhựa nóngchảy sẽ được đẩy qua đầu phun và tạo thành từng lớp vật thể.
Vật liệu hỗ trợ:
Trong một số trường hợp, cần sử dụng vật liệu hỗ trợ để in các lỗ rỗng, phần nhỏ rangoài Vật liệu hỗ trợ này đóng vai trò như một dàn đỡ, giúp vật thể được in ra đúnghình dạng.
Có hai loại vật liệu hỗ trợ phổ biến:
Trang 13Vật liệu hỗ trợ hòa tan trong nước: sau khi in xong, vật thể được ngâm trong
nước để loại bỏ vật liệu hỗ trợ.
Vật liệu hỗ trợ dễ dàng tách rời: vật liệu hỗ trợ có thể được tách rời khỏi vật thể
bằng tay hoặc sử dụng các công cụ chuyên dụng.
Hướng in:
Bản chất từng lớp của quy trình in 3D sẽ làm cho chi tiết in 3D có xu hướng đẳng hướngngang Điều này đồng nghĩa với việc các chi tiết in 3D có độ cứng trục XY tốt hơn ở trụcZ.
Vì vậy, việc xem xét hướng in trong quá trình thiết kế là vô cùng quan trọng Cần bố trícác phần chịu lực lớn theo trục XY để đảm bảo độ cứng của vật thể.
Một số lưu ý khi in 3D FFF:
Chọn vật liệu phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Điều chỉnh các thông số in phù hợp với vật liệu và sản phẩm cần in.
Theo dõi quá trình in để đảm bảo sản phẩm được in đúng như mong muốn.(SangNN, 2022)
1.2.3 In 3D trong đời sống:
In 3D là một công nghệ sản xuất vật thể ba chiều dựa trên mô hình kỹ thuật số Côngnghệ này có nhiều ứng dụng trong đời sống, từ y tế, công nghiệp, giáo dục đến giải trí.
Y tế:
In 3D các mô hình sinh học: Mô hình sinh học in 3D được sử dụng để mô phỏng
cấu trúc và chức năng của các cơ quan và bộ phận trong cơ thể Mô hình sinh họccó thể được sử dụng để đào tạo bác sĩ, nghiên cứu y học và phát triển các phươngpháp điều trị mới.
Trang 14In 3D các bộ phận cơ thể: Bộ phận cơ thể in 3D được sử dụng để thay thế các bộ
phận cơ thể bị tổn thương hoặc bị mất Bộ phận cơ thể in 3D có thể được sử dụngcho các ca phẫu thuật cấy ghép, phục hồi chức năng và thẩm mỹ.
In 3D các dụng cụ y tế: Dụng cụ y tế in 3D được sử dụng để hỗ trợ các thủ thuật
y tế Dụng cụ y tế in 3D có thể được thiết kế tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu củatừng bệnh nhân.
Công nghiệp:
In 3D các sản phẩm tiêu dùng: In 3D có thể được sử dụng để tạo ra các sản
phẩm tiêu dùng, chẳng hạn như đồ chơi, phụ kiện và các vật dụng trang trí Cácsản phẩm in 3D có thể có hình dạng và cấu trúc phức tạp mà không thể tạo ra đượcbằng các phương pháp sản xuất truyền thống.
In 3D các sản phẩm công nghiệp: In 3D có thể được sử dụng để tạo ra các sản
phẩm công nghiệp, chẳng hạn như các bộ phận máy móc và thiết bị Các sản phẩmin 3D có thể được sản xuất nhanh chóng và tiết kiệm chi phí hơn so với cácphương pháp sản xuất truyền thống.
In 3D các khuôn mẫu: Khuôn mẫu in 3D được sử dụng để sản xuất các sản phẩm
hàng loạt Khuôn mẫu in 3D có thể được sản xuất nhanh chóng và tiết kiệm chi phíhơn so với khuôn mẫu truyền thống.
Giáo dục:
In 3D các mô hình kỹ thuật: Mô hình kỹ thuật in 3D được sử dụng để giúp sinh
viên hiểu rõ hơn về các nguyên lý kỹ thuật Mô hình kỹ thuật có thể được sử dụngđể giảng dạy các môn học như kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật điện, kỹ thuật hóa học,
In 3D các mô hình khoa học: Mô hình khoa học in 3D được sử dụng để giúp sinh
viên hiểu rõ hơn về các hiện tượng khoa học Mô hình khoa học có thể được sửdụng để giảng dạy các môn học như vật lý, hóa học, sinh học,
Giải trí:
In 3D các đồ chơi: In 3D có thể được sử dụng để tạo ra các đồ chơi mới lạ và độc
đáo Đồ chơi in 3D có thể có hình dạng và cấu trúc phức tạp mà không thể tạo rađược bằng các phương pháp sản xuất truyền thống.
Trang 15In 3D các mô hình: Mô hình in 3D có thể được sử dụng để sưu tầm và trưng bày.
Mô hình in 3D có thể có độ chính xác cao và chi tiết tinh xảo.
In 3D các sản phẩm nghệ thuật: In 3D có thể được sử dụng để tạo ra các tác
phẩm nghệ thuật độc đáo Các tác phẩm nghệ thuật in 3D có thể có hình dạng vàcấu trúc phức tạp mà không thể tạo ra được bằng các phương pháp truyền thống.
1.3 Tổng quan về ngành công nghiệp:
Trang 16BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN CƠ CẤU GRDP 6 THÁNG ĐẦU NĂM 2023 TẠI NAM ĐỊNH
Trong cơ cấu nền kinh tế Việt Nam năm 2022, công nghiệp và xây dựng chiếm đến 38.26% tổng số GDP của cả nước.
1.3.2 Phân loại các loại hình công nghiệp:
Hoạt động công nghiệp rất phong phú và đa dạng, vậy nên có rất nhiều cách phân loại khác nhau: (wikipedia, công nghiệp )
a, Phân loại theo mức độ thâm vụng vốn và tập trung lao động: Công nghiệp nặng
Là loại hình kinh doanh đề cập đến bất cứ lĩnh vực nào sử dụng vốn chi phí cao, cơ sở hạ tầng tiên tiến, thiết bị hạng nặng để tạo ra hàng hóa với quy mô lớn
VD: công nghiệp thép, hóa chất Công nghiệp nhẹ
Là ngành công nghiệp thiên về cung cấp hàng hóa tiêu dùng VD : công nghiệp sữa, giày
b, Phân loại theo sản phẩm và ngành nghề: + Công nghiệp dầu khí ,
+ Công nghiệp ô tô , + Công nghiệp dệt, + Công nghiệp năng lượng
c, Phân loại theo phân cấp quản lí: Công nghiệp địa phương (CNĐP), Công nghiệp
trung ương (CNTW) (Đức)
+ Công nghiệp địa phương: là bộ phận công nghiệp nằm trong cơ cấu của nền công nghiệp quốc gia, trực thuộc sự quản lí của chính quyền địa phương CNĐP dựa trên nguồn nguyên liệu tại chỗ để sản xuất
Trang 17+ Công nghiệp trung ương: là bộ phận có ý nghĩa cơ bản nhất của nền công nghiệp quốc gia trực thuộc sự quản lí của nhà nước, của các bộ và tổng cục, bao gồm những cơ sở sản xuất tư liệu hàng hóa tiêu dùng trong nền kinh tế, thuộc sở hữu toàn dân CNTW phát triển chủ yếu về cơ khí, luyện kim, hóa chất, phân bón, vật liệu xây dựng, hàng tiêu dùng
d, Phân loại dựa theo công nghiệp văn hóa và công nghiệp sáng tạo: (Bình, 2019 )
Công nghiệp văn hóa (CNVH):
- Xuất hiện lần đầu trong tác phẩm” Biện chứng và khai sáng” xuất bản năm 1994 Năm 1998, trong “ báo cáo văn hóa, sáng tạo và thị trường”, UNESCO lần đầu tán thành kháiniệm CNVH theo nghĩa là “ một lĩnh vực có nhiều tiềm năng kinh tế” Khái niệm CNVH mới đây được UNESCO đưa ra vào năm 2007, theo đó CNVH được hiểu là “ các ngành sản xuất tạo ra những sản phẩm vật thể và phi vật thể về nghệ thuật và sáng tạo, có tiềm năng thúc đẩy việc tạo ra của cải và thu nhập thông qua việc khai thác những giá trị văn hóa và sản xuất các sản phẩm dịch vụ dựa vào tri thức”
- Cơ cấu CNVH được UNESCO giới hạn ở 11 lĩnh vực, bao gồm” quảng cáo , kiến trúc, giải trí kĩ thuật số, đồ cổ và thủ công mỹ nghệ, thiết kế mỹ thuật, phim ảnh và video, in ấn, âm nhạc, nghệ thuật biểu diễn, truyền hình, phần mềm”
Công nghiệp sáng tạo (CNST):
- Bắt nguồn từ một ý tưởng về 1 nền kinh tế sáng tạo hoặc các ngành công nghiệp sáng tạo , xuất hiện tại ÚC vào năm 1994, về cơ bản vẫn dựa trên khung thống kê dành cho CNVH
- Theo quan điểm của UNCTAD ( Hội nghị Liên hợp Quốc về thương mại và phát triển ) , CNST là “các chu kì sáng tạo, sản xuất và phân phối hàng hóa dịch vụ mà sự sáng tạo và vốn tri thức đóng vai trò đầu vào là chính, có khả năng mang lại các nguồn thu từ các hoạt động thương mại và sở hữu trí tuệ, tạo thành 1 nền kinh tế năng động mới”
- UNCTAD phân loại các ngành CNST thành 4 nhóm chính:
Trang 181, Nhóm ngành di sản: được xác định làm 2 phân nhóm là các biểu hiện văn hóa truyền thống (ngành nghệ thuật thủ công, lễ hội, ) và các địa điểm văn hóa (khảo cổ, bảo tàng, triển lãm,…).
2, Nhóm ngành nghệ thuật: gồm các ngành nghệ thuật thị giác (hội họa, điêu khắc, nhiếp ảnh) và các ngành nghệ thuật biểu diễn (ca múa nhạc, múa rối, nhạc kịch,… ) 3, Nhóm phương tiện truyền thông: bao gồm mảng xuất bản, truyền thông, in ấn (sách, báo, tạp chí ,… ) và mảng nghe nhìn (phi , tv, đài phát thanh,… ).
4, Nhóm sáng tạo thực dụng: gồm thiết kế (thiết kế nội thất, trang sức, đồ chơi, ), các phương tiện MS ( kiến trúc, quảng cáo, sáng tạo kỹ thuật số và các nội dung liên quan)
1.4 In 3D trong công nghiệp có ứng dụng như thế nào?
- Một trong những bước tiến công nghệ đáng kể nhất của công nghệ trong hai thập kỉ vừa qua là phát minh và thương mại hóa công nghệ in 3D Giờ đây in 3D đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong đa dạng các lĩnh vực như sản xuất, y tế, công nghiệp và vănhóa xã hội; tạo điều kiện cho in 3D trở thành công nghệ thương mại thành công Theo một lãnh đạo của The Economist (10/2/2011): “In 3 chiều làm cho nó rẻ tiền để tạo ra các vật phẩm đơn lẻ vì nó tạo ra hàng ngàn và do đó làm suy yếu các nền kinh tế dựa trên quy mô Nó có thể tác động sâu sắc đến thế giới cũng như sự phát triển của các nhà máy… Công nghệ này đang đến và nó có khả năng phá vỡ mọi thứ nó chạm vào”(wikipedia, ứng dụng của in 3D)
- Xu hướng sử dụng in 3D để tạo mẫu nhanh trong sản xuất Mẫu mô phỏng giúp giảm bớt rủi ro và nâng cao chất lượng sản phẩm về mọi mặt trong quá trình sản xuất Thông qua bản in 3D, người thiết kế có thể thấy những điểm được và chưa được trên sản phẩm của mình nên sau quá trình in có thể đưa ra những thay đổi thiết kế và sửa khuôn sao cho phù hợp
- In 3D cho phép sản xuất các bộ phận với cấu hình phức tạp đến ấn tượng, hợp nhất từng phần , tối ưu hóa thiết kế và tăng khả năng chịu nhiệt của sản phẩm lên đến 180*C
Trang 19CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ IN 3DTRONG MỘT SỐ NGÀNH CÔNG NGHIỆP HIỆN NAY2.1 Trong lĩnh vực thời trang:
2.1.1 Thực trạng:
Khi tình trạng biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường đang diễn ra ngày một trầmtrọng như hiện nay, việc tìm đến một giải pháp hữu hiệu cho ngành thời trang là vô cùngcấp thiết Để giải quyết mối lo ngại đó, xu hướng thời trang bền vững đã xuất hiện vàđược giới trẻ đón nhận như một hình thức thời trang đi kèm với lối sống có trách nhiệmbảo vệ môi trường Công nghệ in 3D trong may mặc chính là giải pháp cũng như tươnglai cho ngành công nghiệp này.
Ngành công nghệ thời trang đang tiến đến một kỷ nguyên kỹ thuật số trong thờiđại mới Đối với phương thức thời trang truyền thống, các bản thiết kế được thực hiệnphải trải qua các công đoạn như phác thảo chì, thử nghiệm trên các mẫu rập giấy và sauđó là sang các mẫu may thử thì hiện nay, các thương hiệu và nhà bán lẻ thời trang thốnglĩnh thị trường đã và đang chuyển hướng sang những sản phẩm bằng công nghệ 3D sốngđộng như thật (Anh, 2021)
2.1.2 Ứng dụng công nghệ:
Công nghệ in 3D trên thực tế đã được phát triển từ thập niên 80 bởi Charles Hullvà chỉ bắt đầu nhen nhóm vào ngành thời trang từ những năm 2000 Ban đầu là hình mẫubề mặt của một vật thể bất kì được số hóa theo không gian 3 chiều (3D Model) Sau đó,nhà thiết kế sẽ bắt đầu phát triển những mẫu đó thành chuyển động 3D và trình lên cácsàn diễn thời trang online, Metaverse Fashion Week là một điển hình Khâu cuối cùngcủa quá trình này chính là sản xuất hàng loạt và ứng dụng vào thực tế.
Hiện nay, những nhà thiết kế đã quan tâm nhiều hơn đến việc ứng dụng công nghệin 3D vào việc phát triển các bộ sưu tập thời trang của mình Họ không chỉ sử dụng in 3Dvới mục đích làm nổi bật sự độc đáo, sáng tạo đến mức siêu thực của các thiết kế mà còn