BÀI TẬP LỚN :CHUYÊN ĐỀ KĨ THUẬT CƠ KHÍ

BÀI TẬP LỚN :CHUYÊN ĐỀ KĨ THUẬT CƠ KHÍ ĐỀ TÀI :TÌM HIỂU CÁC MẠCH IN 3D TRÊN THẾ GIỚI I. KHÁI NIỆM PHÂN LOẠI i. Khái niệm Công nghệ in 3D hay công nghệ tạo mẫu nhanh là cách thức để thực hiện việc in 3D, hay cách thức đểmáy in 3D hoạt động. Ngày nay công nghệ in 3D phát triển rất đa dạng, với mỗi sản phẩm 3D có thể được in ra với nhiều loại vật liệu khác nhau, vật liệu dạng khối, dạng lỏng, dạng bột bụi. Với mỗi loại vật liệu cũng có nhiều phương thức để in như sử dụng tia laser, dụng cụ cắt, đùn ép nhựa … Cách thức in thì có in từ dưới lên, in từ đỉnh xuống. ii. Phân loại các mạch in 3D Vật liệu: • Dạng khối • Dạng lỏng • Dạng bột bụi Phương thức: • Tia laser • dụng cụ cắt • đùn ép nhựa Cách thức in: • in từ dưới lên • in từ đỉnh đầu xuống II. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Công nghệ in 3d được hình thành như thế nào? Công nghệ in 3d được hình thành từ việc tạo mẫu Tạo mẫu được hình thành trong 3 thời kì cơ bản: 1. Thời kỳ đầu: tạo mẫu bằng tay Thời kỳ đầu tiên ra đời cách đây vài thế kỷ. Trong thời kỳ này, các mẫu điển hình không có độ phức tạp cao và chế tạo một mẫu trung bình mất khoảng 4 tuần. Phương pháp tạo mẫu phụ thuộc vào tay nghề và thực hiện công việc một cách cực kỳ nặng nhọc. Cho đến ngày nay phương pháp tạo mẫu thủ công này vẫn còn sử dụng khá phổ biến, trong các trường ĐH về mỹ thuật có ngành Tạo Dáng, thì chính là nó đó. Hiện nay phương pháp tạo mẫu này mang hơi hướm nghệ thuật, hàng chế tác riêng nhiều hơn là tạo mẫu trong sản xuất hàng loạt. Tạo mẫu thủ công 2. Thời kỳ thứ hai: phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo Thời kỳ thứ hai của tạo mẫu phát triển rất sớm, khoảng giữa thập niên 70. Thời kỳ này đã có phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo. Việc ứng dụng CADCAECAM đã trở nên rất phổ biến. Phần mềm tạo mẫu sẽ phát họa trên máy vi tính những suy tưởng, ý tưởng mới. Các mẫu này như là một mô hình vật lý: được kiểm tra, phân tích cũng như đo ứng suất và sẽ được hiệu chỉnh cho phù hợp nếu chúng chưa đạt yêu cầu. Thí dụ như phân tích ứng suất và sức căng bề mặt chất lỏng có thể dự đoán chính xác được bởi vì có thể xác định chính xác các thuộc tính và tính chất của vật liệu. Hơn nữa, các mẫu trong thời kỳ này trở nên phức tạp hơn nhiều so với thời kỳ đầu (khoảng trên hai lần). Vì thế, thời gian yêu cầu cho việc tạo mẫu có khuynh hướng tăng lên khoảng 16 tuần, tính chất vật lý của mẫu vẫn còn phụ thuộc vào các phương pháp tạo mẫu cơ bản trước. Tuy nhiên, việc vận dụng các máy gia công chính xác đã cải thiện tốt hơn các tính chất vật lý của mẫu. Tạo mẫu thời kỳ 2 3. Thời kỳ thứ ba: quá trình tạo mẫu nhanh Việc phát minh ra các thiết bị tạo mẫu nhanh là một phát minh quan trọng. Những phát minh này đã đáp ứng được yêu cầu của giới kinh doanh trong thời kỳ này: giảm thời gian sản xuất, tăng độ phức tạp của mẫu, giảm chi phí. Ở thời điểm này người tiêu dùng yêu cầu các sản phẩm cả về chất lượng lẫn mẫu mã, nên mức độ phức tạp của chi tiết cũng tăng lên, gấp ba lần mức độ phức tạp mà các chi tiết đã được làm vào những năm của thập niên 70. Nhưng nhờ vào công nghệ tạo mẫu nhanh nên thời gian trung bình để tạo thành một chi tiết chỉ còn lại 3 tuần so với 16 tuần ở thời kỳ thứ hai. Năm 1988, hơn 20 công nghệ tạo mẫu nhanh đã được nghiên cứu. Công nghệ in 3d

BÀI TẬP LỚN :CHUYÊN ĐỀ KĨ THUẬT CƠ KHÍ

ĐỀ TÀI :TÌM HIỂU CÁC MẠCH IN 3D TRÊN THẾ GIỚI

I KHÁI NIỆM PHÂN LOẠI

i Khái niệm

Công nghệ in 3D hay công nghệ tạo mẫu nhanh là cách thức để thực hiện việc in 3D, hay cách thức đểmáy in 3D hoạt động Ngày nay công nghệ in 3D phát triển rất đa dạng, với mỗi sản phẩm 3D

có thể được in ra với nhiều loại vật liệu khác nhau, vật liệu dạngkhối, dạng lỏng, dạng bột bụi Với mỗi loại vật liệu cũng có nhiềuphương thức để in như sử dụng tia laser, dụng cụ cắt, đùn ép nhựa …Cách thức in thì có in từ dưới lên, in từ đỉnh xuống

ii Phân loại các mạch in 3D

Công nghệ in 3d được hình thành như thế nào?

Công nghệ in 3d được hình thành từ việc tạo mẫu

Tạo mẫu được hình thành trong 3 thời kì cơ bản:

mẫu điển hình không có độ phức tạp cao và chế tạo một mẫu trungbình mất khoảng 4 tuần Phương pháp tạo mẫu phụ thuộc vào taynghề và thực hiện công việc một cách cực kỳ nặng nhọc Cho đếnngày nay phương pháp tạo mẫu thủ công này vẫn còn sử dụng kháphổ biến, trong các trường ĐH về mỹ thuật có ngành Tạo Dáng, thìchính là nó đó Hiện nay phương pháp tạo mẫu này mang hơi hướmnghệ thuật, hàng chế tác riêng nhiều hơn là tạo mẫu trong sản xuất

Tạo mẫu thủ công

2 Thời kỳ thứ hai: phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo

Thời kỳ thứ hai của tạo mẫu phát triển rất sớm, khoảng giữa thậpniên 70 Thời kỳ này đã có phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo Việcứng dụng CAD/CAE/CAM đã trở nên rất phổ biến Phần mềm tạo mẫu

sẽ phát họa trên máy vi tính những suy tưởng, ý tưởng mới Các mẫunày như là một mô hình vật lý: được kiểm tra, phân tích cũng như đoứng suất và sẽ được hiệu chỉnh cho phù hợp nếu chúng chưa đạt yêucầu Thí dụ như phân tích ứng suất và sức căng bề mặt chất lỏng cóthể dự đoán chính xác được bởi vì có thể xác định chính xác các

Hơn nữa, các mẫu trong thời kỳ này trở nên phức tạp hơn nhiều sovới thời kỳ đầu (khoảng trên hai lần) Vì thế, thời gian yêu cầu choviệc tạo mẫu có khuynh hướng tăng lên khoảng 16 tuần, tính chấtvật lý của mẫu vẫn còn phụ thuộc vào các phương pháp tạo mẫu cơbản trước Tuy nhiên, việc vận dụng các máy gia công chính xác đãcải thiện tốt hơn các tính chất vật lý của mẫu

Tạo mẫu thời kỳ 2

3 Thời kỳ thứ ba: quá trình tạo mẫu nhanh

Việc phát minh ra các thiết bị tạo mẫu nhanh là một phát minh quantrọng Những phát minh này đã đáp ứng được yêu cầu của giới kinhdoanh trong thời kỳ này: giảm thời gian sản xuất, tăng độ phức tạpcủa mẫu, giảm chi phí Ở thời điểm này người tiêu dùng yêu cầu cácsản phẩm cả về chất lượng lẫn mẫu mã, nên mức độ phức tạp củachi tiết cũng tăng lên, gấp ba lần mức độ phức tạp mà các chi tiết đãđược làm vào những năm của thập niên 70 Nhưng nhờ vào côngnghệ tạo mẫu nhanh nên thời gian trung bình để tạo thành một chitiết chỉ còn lại 3 tuần so với 16 tuần ở thời kỳ thứ hai Năm 1988, hơn

20 công nghệ tạo mẫu nhanh đã được nghiên cứu.

Công nghệ in 3d

Ta thấy rằng nhu cầu tạo nên mẫu sản phẩm ban đầu là một nhucầu thiết yếu trong quá trình sản xuất, trước khi sản xuất hàng loạtmột sản phẩm nào cũng phải cần tạo mẫu sản phẩm trước để kiểmtra tính hiện thực và khả thi Nếu mẫu sản phẩm càng chính xác baonhiêu, càng nhanh bao nhiêu thì sẽ càng tránh được những lỗi mắcphải trong quá trình sản xuất sau này và càng tiết kiệm được chi phí

Những ai đã đọc quyển sách về Steve Job thì sẽ thấy rằng Ive đã phảilàm rất nhiều mẫu Iphone bằng bọt biển để S.Job xem trước khi sản

"công nghệ": đảm bảo độ chính xác, "tạo mẫu nhanh" đảm bảo thời

CÔNG NGHỆ IN 3D BẮT ĐẦU TỪ LÚC NÀO?

Chiếc máy in 3D đầu tiên được phát minh vào năm 1986 bởi CharlesHull, được chế tạo dựa trên một kỹ thuật gọi là steriolithography

(SLA)

Charles Hull cha đẻ của công nghệ in 3d

Cho đến ngày nay, công nghệ in 3d SLA của Hull vẫn còn là mộttrong các phương pháp in 3D chính xác nhất, với độ dày mỗi lớp nhỏnhất có thể thực hiện lên đến 0.015mm (15 microns) Quy trình in 3D

đã mở rộng rất nhiều kể từ khi nguyên mẫu của Hull, đặc biệt là

Công nghệ này vẫn còn tương đối xa lạ đối với công chúng cho đếnthập kỷ thứ hai của thế kỷ 21 ( tức là từ năm 2010) Chính phủ Mỹ đãkết hợp đầu tư và khởi động những dự án thương mại công nghệ in3d và kể từ thời điểm đó đã tạo nên một làn sóng mới phát triểnchưa từng có cho sự phổ biến của công nghệ in 3d ngày nay

Đầu tiên, chính quyền Tổng thống Barack Obama đã đầu tư 30 triệuUSD để thành lập National Additive Manufacturing InnovationInstitute (NAMII) (VIỆN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHỤ TRỢ MỚI )

vào năm 2012 như là một cách để giúp đỡ nhằm khôi phục ngànhcông nghiệp sản xuất tại Mỹ NAMII hoạt động như một tổ chức bảotrợ cho một mạng lưới các trường đại học và các công ty nhằm mụcđích cải tiến công nghệ in 3D để nhanh chóng triển khai sản phẩm

Thứ hai, trên thế giới bắt đầu hình thành một làn sóng mới phổ biếncông nghệ máy in 3d tập trung vào phong trào DIY (do it yourself )đang phát triển mạnh mẽ hiện nay Và hiện nay có rất nhiều công tycung cấp dịch vụ in 3D hoặc bán máy in 3D giá rẻ, với mức giá chỉvào khoảng vài trăm đến vài ngàn đô la

Công nghệ máy in 3d giá rẻ

Như vậy in 3d (3d printing) là cụm từ chỉ mới được sử dụng phổ biếnkhoảng vài năm trở lại đây từ khi công nghệ này được phổ biến hóa

mà thôi Cụm từ này đã xuất hiện từ rất sớm nhưng lúc đó nó chỉđược xem là một ngách nhỏ của ngành công nghệ tạo mẫu nhanh

Có bao nhiêu loại công nghệ máy in 3D và có từ lúc nào?

n 3D là một công nghệ đang được phát triển với tốc độ khá nhanh

và ứng dụng của công nghệ này trải dài trên nhiều lĩnh vực Tuynhiên, công nghệ in 3D đã được khai sinh từ những năm 80 của thế

kỷ trước và qua thời gian, in 3D đã được cải tiến với nhiều biến thểnhằm đáp ứng với nhiều nhu cầu in ân tạo hình khác nhau Trong bàiviết hôm nay, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về các công nghệ in 3D vànhững mốc thời gian đáng nhớ

Năm 1984 - Thời khắc khai sinh ra công nghệ máy in 3D

Lịch sử phát triển công nghệ in 3D

Charles Hull là người đầu tiên phát minh ra Stereolithography - mộtphương pháp đột phá tạo ra một đối tượng 3D hữu tình từ những dữliệu kỹ thuật số Công nghệ này được sử dụng để chế tạo ra các vậtphẩm 3D chỉ từ những hình ảnh trên máy tính và công nghệ này chophép người dùng kiểm tra các mẫu thiết kế một cách nhanh chóng,chính xác trước khi quyết định đầu tư sản xuất hàng loạt.Năm 1986, Charles Hull đăng ký bản quyền phát minh

Stereolithography Sau đó, ông thành lập công ty 3D System và pháttriển máy in 3D thương mại đầu tiên được gọi là Stereolithography

SLA là công nghệ sử dụng tia sáng (tia laser, tia UV hoặc tia sángbình thường) làm đông cứng lớp photopolymer lỏng (polymer quanghóa - polymer đóng rắn khi có ánh sáng chiếu vào) được chứa trongbồn, từng lớp từng lớp để hình thành nên vật thể 3D Đây là côngnghệ đầu tiên và cũng là công nghệ đem lại độ dày layer nhỏ nhấthiện nay (độ chi tiết tốt nhất)

Cùng năm này các phát minh về LOM, SLS, DTM, EOS cũng được

UV làm đông cứng lớp photopolymer vừa phun ra Vì vậy, công nghệcho phép in nhiều loại vật liệu trên cùng một vật thể in, mỗi bìnhmực in là 1 loại vật liệu

Năm 1988 – Scott Crump phát minh ra công nghệ Fused Deposition

Công nghệ FDM sử dụng nguyên liệu đầu vào là sợi nhựa, sau đóđược nung nóng chảy ra và đầu phun kéo các sợi nhựa chảy nàytheo biên dạng của mặt cắt từng layer, và đắp từng lớp layer chồng

lên nhau để tạo ra sản phẩm 3D Đây là công nghệ phổ biến nhấthiện nay vì nó đơn giản và dễ chế tạo Những máy in DIY giá rẻ hiệnnay đều sử dụng công nghệ này, giá thành chỉ khoảng vài trăm đếnvài nghìn đô la Tuy nhiên, do những nhược điểm cố hữu của côngnghệ nên máy in DIY chỉ có thể đáp ứng được những yêu cầu trungbình.

Năm 1989 – Scott Crump thành lập công ty Stratasys

Năm 1989 – DTM bắt đầu bán ra dòng máy in Selective Laser

Công nghệ SLS sử dụng nguyên liệu dạng bột được chứa trong cácbồn, các layer được xếp chồng lên nhau bằng các bánh lăn (roller),vừa cuộn vừa kéo san phẳng vật liệu ra thành lớp mỏng Biên dạnglayer được hình thành bằng cách dùng tia laser chiếu cho nóng chảybột để bột lớp layer trên liên kết với layer dưới

Cũng trong năm 1989 – Viện Công nghệ Massachusetts Institute ofTechnology ( MIT) đăng ký phát minh “3 Dimensional Printing

Công nghệ này sử dụng nguyên lý tạo lớp layer giống như công nghệSLS ở trên, còn phần liên kết các layer với nhau thì giống với côngnghệ máy in phun 2D bình thường Mực in lúc này vừa là màu sắc,vừa là keo liên kết các hạt bột với nhau Công nghệ này có thể inđược màu sắc cho vật thể giống như máy in phun màu Chữ 3dpchính là 3D Printing hay in 3D hiện nay chúng ta đang dùng

Năm 1995 – Công ty Z Corporation đã mua lại giấy phép độc quyền

từ MIT để sử dụng công nghệ 3DP và bắt đầu sản xuất các máy in3D

Năm 1991 – Helisys bán chiếc máy đầu tiên dùng công nghệ

Laminated Object Manufacturing (LOM).

Công nghệ LOM sử dụng nguyên liệu đầu vào là các vật liệu có thểdát mỏng như giấy, gỗ … dạng cuộn hay tờ, mỗi layer chính là mỗi tờgiấy hay lát gỗ, biên dạng layer được cắt ra bằng laser hay dụng CỤcắt rồi dán chồng lên nhau tạo nên vật thể 3D Đối với công nghệnày có thể tạo ra vật thể có màu sắc theo đúng thiết kế

Năm 1992 – Stratasys bán chiếc máy FDM đầu tiên: “3D Modeler”

Năm 1996 – Stratasys giới thiệu dòng máy in 3D ”Genisys” Cùngnăm này Z Corporation cũng giới thiệu dòng “Z402″ trong khi 3DSystems cũng giới thiệu dòng máy “Actua 2100″ Từ đây, cụm từ

“Máy in 3D ” được sử dụng lần đầu tiên để chỉ những chiếc máy tạo

Năm 2006 – Dự án máy in 3D mã nguồn mở được khởi động cótên Reprap Dự án sử dụng công nghệ FDM nhằm mục đích tạo ranhững máy in 3D có thể sao chép chính bản thân nó Bạn có thể điềuchỉnh hay sửa đổi nó tùy ý nhưng phải tuân theo điều luật GNU

Năm 2008 – Phiên bản đầu tiên của Reprap được phát hành Nó cóthể sản xuất được 50% các bộ phậncủa chính mình

Máy in 3d RepRap

Năm 2008 - Objet Geometries Ltd đã tạo ra cuộc cách mạng trongngành tạo mẫu nhanh khi giới thiệu Connex500™ Đây là chiếc máyđầu tiên trên thế giới có thể tạo ra sản phẩm 3D với nhiều loại vậtliệu khác nhau trong cùng 1 thời điểm

Máy in 3d nhiều vật liệu cùng lúc Connex500™

Tháng 12, năm 2010 - Organovo Inc một công ty y học tái tạonghiên cứu trong lĩnh vực in 3D sinh học đã công bố việc chế tạo rahoàn chỉnh mạch máu đầu tiên hoàn toàn bằng công nghệ in 3D

Mạch máu in bằng công nghệ máy in 3D

Tháng 1, năm 2011 - Các nhà nghiên cứu tại trường Đại Học Cornell

đã xây dựng chiếc máy in thức ăn đầu tiên bằng công nghệ in 3D

Tháng 7, năm 2011 - Các nhà nghiên cứu của ĐH Exeter, ĐH Brunelcùng với các nhà lập trình Delcam đã phát triển máy in 3d có thể in

In chocolate bằng công nghệ máy in 3D

Tháng 10, năm 2011 - Công ty i.materialise trở thành dịch vụ in 3Dđầu tiên trên toàn thế giới áp dụng vật liệu in là vàng 14K và bạc,

mở ra một khả năng mới, thêm lựa chọn để chế tác ít tốn kém hơn

Trang sức vàng 14K và bạc được in bằng công nghệ in 3D

Qua sự hình thành và ra đời của các công nghệ in 3D ta thấy có 4công nghệ in 3D chính đó là SLA, SLS, LOM, FDM Ngoài ra có nhiềucông nghệ khác nhưng chủ yếu vẫn dựa cơ bản trên 4 loại công nghệtrên (J-P phát triển từ SLA, 3DP phát triển từ SLS, những máy in 3Dkim loại, gốm, … sử dụng chủ yếu dựa trên công nghệ SLS)

Từ đây ta cũng thấy rằng “in 3D” hay “3D Printing” là cụm từ để chỉmột loại công nghệ trong ngành tạo mẫu nhanh thôi Nhưng hiện naycụm từ này đã trở nên phổ biến đến mức nó thay thế luôn cả cụm từ

“tạo mẫu nhanh” ở phương diện những máy tạo mẫu nhanh cá nhângiá rẻ Và các bạn cần phải phân biệt rằng các máy in 3D giá rẻ hiệnnay trên thị trường tuy được gọi là máy in 3D ( 3D Printer) nhưngcông nghệ được áp dụng lên nó là công nghệ FDM chứ không phảicông nghệ 3DP (3D Printing)

Đặc trưng của công nghệ FDM

Công nghệ in FDM là công nghệ phổ biến trên thị trường in 3D giá rẻ hiện tại vì nó có các ưu điểm vượt trội như giao diện với ngườidung thông minh dễ dàng vận hành phần mềm không đòi hỏi trình độ chuyên môn cao, qua lớp đào tạo ngắn có thể vận hành tốt với phần mềm.nó là một ứng dụng của mã nguồn mở

RepRap.một mã nguồn mở được tạo ra để hỗ trợ ngành in 3D.

Dự án mã nguồn mở RepRap và cuộc cách mạng máy in 3D

Dự án RepRap

Dự án RepRap là sáng kiến để phát triển máy tạo mẫu nhanh (máy

in 3D) có thể tạo ra các bộ phận quan trọng của chính nó RepRap là

viết tắt của replicating rapid prototyper Bất kỳ ai với bộ linh kiện

đầy đủ đều có thể lắp ráp thành công một chiếc máy RepRap Điều

đó cũng có nghĩa là nếu có một chiếc máy RepRap thì có thể tự in cho mình hoặc cho bạn bè một chiếc máy RepRap khác Trên thực

tế, RepRap còn được biết đến như máy in 3D mã nguồn mở, giá rẻ vàphổ biến nhất trên thế giới[

Lịch sử

RepRap được thành lập vào năm 2005 bởi Tiến sĩ Adrian Bowyer[3][4], một giảng viên cơ khí cao cấp tại Đại học Bath thuộc Vương quốc Anh Ngày 23tháng 3 năm 2005, Blog RepRap bắt đầu hoạt động Mùa hè năm 2005, Tài

trợ cho sự phát triển ban đầu tại trường Đại học Bath được lấy từ Hội đồng Nghiên cứu Kỹ thuật và Khoa học Vật lý thuộc Vương quốc Anh.

Ngày 13 tháng 9 năm 2006, Những mẫu thử nghiệm thành công RepRap đầu tiên Ngày 9 tháng 2 năm 2008, RepRap 1.0 có tên là "Darwin" đã tiếnhành vận hành thử và thành công Sau đó vào ngày 29 tháng 5 năm 2008, nhóm nghiên cứu đã cho ra đời một máy RepRap Darwin hoàn chỉnh Đến ngày 30 tháng 11 năm 2008 Wade Bortz(đại học Hawaii, Mỹ) là người đầu tiên bên ngoài nhóm nghiên cứu tiến hành chế tạo mẫu máy riêng của mình

Vào ngày 20 tháng 4 năm 2009, Bảng mạch điện tử đầu tiên được sản xuất tự động với một RepRap Sử dụng một hệ thống điều khiển tự động

để tạo ra sản phẩm Các mẫu thiết kế thế hệ thứ hai, gọi là "Mendel’’ ra đời vào ngày 2 tháng 10 năm 2009, có hình dạng giống như một lăng kính tam giác Đến ngày 13 Tháng 10 Năm 2009, RepRap phiên bản 2.0

"Mendel" được hoàn thành

Ngày 27 tháng 1 năm 2010, Viện Foresight công bố giải "Kartik M Gada Humanitarian Innovation Prize" để khuyến khích các nhà nghiên cứu Đến ngày 31 tháng 8 năm 2010, Những mẫu thiết kế thế hệ thứ ba, "Huxley", được chính thức đặt tên Phát triển dựa trên phiên bản Mendel với kích thước nhỏ hơn 30% ban đầu

Cuộc cách mạng máy in 3d trong 10 năm trở lại đây

1984 Charles Hull phát triển công nghệ có thể tạo ra được một vật thể

hữa hình vật lý 3D từ các dữ liệu số

1986 Charles Hull đặt tên cho công nghệ của mình

là Stereolithography và đăng ký bản quyền phát minh của mình.

Charles Hull thành lập công ty 3D System và phát triển máy in 3D thương mại đầu tiên được gọi là Stereolithography Apparatus (SLA)

Cùng năm này các phát minh về LOM, SLS, DTM, EOS cũng được đăng

ký bản quyền

1987 3D System phát triển dòng sản phẩm SLA-250, đây là phiên bản

máy in 3D đầu tiên được giới thiệu ra công chúng

1988 – Scott Crump phát minh ra công nghệ Fused Deposition

Modeling (FDM).

1989 – Scott Crump thành lập Stratasys.

1991 – Helisys bán chiếc máy đầu tiên dùng công nghệ Laminated Object Manufacturing (LOM).

1992 – Stratasys bán chiếc máy FDM đầu tiên : “3D Modeler”.

1992 – DTM bắt đầu bán ra dòng máy Selective Laser Sintering (SLS).

1993 – Công ty Solidscape được thành lập để chế tạo ra dòng máy in 3d

dựa trên công nghệ in phun , máy có thể tạo ra những sản phẩm nhỏ với chất lượng bề mặt rất cao

1993 – Viện Công nghệ Massachusetts Institute of Technology

(MIT) đăng ký phát minh “3 Dimensional Printing techniques (3DP)”.

Công nghệ này giống với công nghệ máy in phun 2d bình thường Đây cũng là khởi điểm của cụm từ ”In 3D”

1995 – Công ty Z Corporation đã mua lại giấy phép độc quyền từ MIT để

sử dụng công nghệ 3DP và bắt đầu sản xuất các máy in 3d

1996 – Stratasys giới thiệu dòng máy in 3d ”Genisys”.

Cùng năm này Z Corporation cũng giới thiệu dòng “Z402″.

3D Systems cũng giới thiệu dòng máy “Actua 2100″.

Tới lúc này thì cụm từ “Máy in 3D ” được sử dụng lần đầu tiên để chỉ nhữngchiếc máy tạo mẫu nhanh

1997 - EOS bán mảng kinh doanh máy in 3d công

nghệ stereolithography cho 3-D Systems nhưng vẫn là nhà sản xuất

máy in 3d lớn nhất Châu Âu

2005 – Z Corp giới thiệu dòng máy Spectrum Z510 Đây là dòng máy in

3d đầu tiên tạo ra những sản phẩm có nhiều màu sắc chất lượng cao

Máy in 3d nhiều màu sắc Z510

2006 – Dự án máy in 3d mã nguồn mở được khởi động – Reprap – mục

đích có thể tạo ra những máy in 3d có thể sao chép chính bản thân nó Bạn có thể điều chỉnh hay sửa đổi nó tùy ý nhưng phải tuân theo điều

luật GNU General Public Licence.

2008 – Phiên bản đầu tiên của Reprap được phát hành Nó có thể sản xuất được 50 % các bộ phậncủa chính mình.

Máy in 3d RepRap

2008 - Objet Geometries Ltd đã tạo ra cuộc cách mạng trong ngành

tạo mẫu nhanh khi giới thiệu Connex500™ Đây là chiếc máy đầu tiên trênthế giới có thể tạo ra sản phẩm 3d với nhiều loại vật liệu khác nhau trong cùng 1 thời điểm

Máy in 3d nhiều vật liệu cùng lúc Connex500™

11/2010 - Urbee chiếc xe nguyên mẫu đầu tiên được giới thiệu Đây là

chiếc xe đầu tiên trên thế giới mà toàn bộ phần vỏ body được in ra từ máy

in 3d Tất cả các bộ phận bên ngoài, kể cả kính chắn gió đều được tạo ra

từ máy in 3d Fortus khổ lớn của Stratasys.

Chiếc xe đầu tiên được in bằng công nghệ máy in 3d

12/2010 - Organovo Inc một công ty y học tái tạo nghiên cứu trong lĩnh

vực in 3d sinh học đã công bố việc chế tạo ra hoàn chỉnh mạch máu đầu tiên hoàn toàn bằng công nghệ in 3d

Mạch máu in bằng công nghệ máy in 3d

1/2011 - Các nhà nghiên cứu tại trường Đại Học Cornell đã xây dựng chiếc máy in thức ăn đầu tiên bằng công nghệ in 3d.

6/2011 - Shapeways và Continuum Fashion đã giới thiệu những chiếc

bikini được in 3d đầu tiên

Bikini được in bẳng công nghệ máy in 3d

7/2011 - Các nhà nghiên cứu của ĐH Exeter, ĐH Brunel cùng với các nhà lập trình Delcam đã phát triển máy in 3d có thể in ra các sản phẩm

từ chocolate.

In chocolate bằng công nghệ máy in 3d

8/2011 - Chiếc máy bay được in 3d đầu tiên bởi các kỹ sư thuộc

trường ĐH Southampton.

10/2011 - Công ty i.materialise trở thành dịch vụ in 3D đầu tiên trên

toàn thế giới áp dụng vật liệu in là vàng 14K và bạc, mở ra một khả năng mới, thêm lựa chọn để chế tác ít tốn kém hơn cho các nhà thiết kế đồ trang sức

Trang sức vàng 14K và bạc được in bằng công nghệ in 3d

2012 - Các bác sĩ và kỹ sư tại Hà Lan đã sử dụng một máy in 3D được làm bởi LayerWise để in ba chiều hàm dưới giả, sau đó cấy ghép cho một

người phụ nữ 83 tuổi bị nhiễm trùng xương mãn tính Công nghệ này hiện đang được nghiên cứu để thúc đẩy sự tăng trưởng của tế bào xương mới

Hàm răng dưới được in bằng công nghệ máy in 3d

Qua sự hình thành và ra đời của các công nghệ in 3d ta thấy có 5 công

nghệ in 3d chính đó là SLA, SLS, LOM, 3DP, FDM cuộc cách mạng in

3d ngày càng phát triển trong tương lai không xa in 3D sẽ là cuộc cách mạng công nghệ lớn vì nó tham gia vào hầu hết các lĩnh vực nghiên cứu sang tạo ý tưởng, đời sống xã hội

Ứng dụng trong các lĩnh vực [

Trang phục

In ấn 3D đã lan rộng vào thế giới của quần áo với thiết kế thời trang thử nghiệm với bikini 3D-in, giày dép, và trang phục.[79] Trong sản xuất thương mại Nike được sử dụng in ấn 3D để tạo mẫu và sản xuấtcác Vapor Laser Talon giày bóng đá năm 2012 đối với các cầu thủ của Mỹ bóng đá, và New Balance là sản xuất tùy chỉnh phù hợp với giày 3D cho các vận động viên.[79][80]

In ấn 3D đã đến điểm mà các công ty đang in tiêu dùng lớp kính với nhu cầu tùy chỉnh phù hợp và phong cách (mặc dù họ không thể in các ống kính) Theo yêu cầu tùy biến của kính là có thể với mẫu nhanh.[81]

Xe-máy

Trong đầu năm 2014, Thụy Điển siêu xe nhà sản xuất, Koenigsegg, công bố One: 1, một siêu xe mà sử dụng nhiều thành phần 3D đã được in Trong các hoạt động giới hạn của xe Koenigsegg sản xuất, One: 1 có ruột bên gương, ống dẫn khí, các thành phần titan thoát khí, và lắp ráp turbo tăng áp thậm chí hoàn chỉnh đã được in 3D như một phần của quá trình sản xuất[82]

Một công ty Mỹ, Local Motors đang làm việc với Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Cincinnati Incorporated để phát triển các quy trình sản xuất chất phụ gia có quy mô lớn thích hợp để in toàn bộ thân xe.[83] Công ty có kế hoạch in các xe sống ở phía trước của một khán giả vào tháng Chín 2014 với các quốc tế Công nghệ Sản xuất Show "Được sản xuất từ một sợi mới được gia cố bằng nhựa nhiệt dẻo đủ mạnh để sử dụng trong một ứng dụng ô tô, khung gầm và thân thể không có hệ thống truyền động, bánh xe và phanh nặng một ít £ 450 và chiếc xe đã hoàn thành bao gồm chỉ 40 thành phần,

số lượng mà được nhỏ hơn với mỗi phiên bản.[84]

Urbee là tên của chiếc xe đầu tiên trong thế giới xe gắn bằng cách

sử dụng công nghệ in 3D (thân xe và cửa sổ xe hơi của mình đã "in").Tạo ra trong năm 2010 thông qua sự hợp tác giữa các kỹ sư Mỹ Kor

sinh thái và công ty Stratasys (nhà sản xuất của máy in 3D

Stratasys), nó là một chiếc xe hybrid với cái nhìn tương lai.[85][86][87]

Xây dựng

Việc sử dụng thêm được phát triển là xây dựng in, hoặc bằng cách sửdụng in ấn 3D để xây dựng các tòa nhà.[88][89][90][91] Điều này có thể cho phép thi công nhanh hơn cho chi phí thấp hơn, và đã được

nghiên cứu để xây dựng môi trường sống ngoài Trái đất.[92][93] Ví dụ, các dự án Sinterhab đang nghiên cứu một căn cứ mặt trăng được xâydựng bằng cách in 3D bằng cách sử dụng âm lịch regolith là một cơ

sở vật chất Thay vì thêm một đại lý liên kết với các regolith, các nhànghiên cứu đang thử nghiệm với lò vi sóng thiêu kết để tạo khối rắn

từ các nguyên liệu thô.[94]

Động cơ điện và máy pháp điện

Các lõi từ của máy điện (động cơ và máy phát điện) cần laminations mỏng đặc biệt điện thép tiền xử lý được cách điện với nhau để giảm tổn thất sắt lõi In 3D của bất kỳ sản phẩm đòi hỏi vật liệu cốt lõi với tính chất đặc biệt hoặc các hình thức mà phải được bảo quản trong quá trình sản xuất, chẳng hạn như mật độ vật chất, không kết tinh hoặc nano tinh thể cấu trúc nguyên tử, vv hoặc các tài liệu bị cô lập, chỉ có thể tương thích với một phương pháp in hybrid 3D mà không

sử dụng các phương pháp vật làm thay đổi cốt lõi, như thiêu kết, kết hợp, lắng đọng, vv tiền xử lý nguyên liệu không phải là một bước sảnxuất thêm bởi vì tất cả các phương pháp in ấn 3D đòi hỏi phải xử lý trước tài liệu để tương thích với các phương pháp in ấn 3D, chẳng hạn như tiền xử lý kim loại bột để lắng đọng hoặc nhiệt hạch 3D in

Để thuận tiện xử lý các laminations cách điện rất mỏng của băng kim loại vô định hình hoặc nano-tinh, trong đó có thể giảm tổn thất điện máy core lên tới 80%, nổi tiếng Laminated Object

Manufacturing (LOM) phương pháp in 3D có thể hiển thị một số khả năng tương thích với 3D -Printing máy điện nhưng chỉ nếu phương

vật liệu vô định hình (ví dụ) trong sự hình thành của các kênh khe đểgiữ các cuộn dây máy điện hoặc trong quá trình bài quá trình sản xuất, như mài bề mặt không khí khoảng cách đến độ chính xác bằng phẳng, tất cả trong khi tăng cường mật độ đóng gói của vật liệu Máy

in 3D bằng sáng chế được gọi là MotorPrinter đã được hình thành và phát triển đặc biệt là các máy in 3D duy nhất của lõi máy điện trục-flux của bất kỳ loại hoặc các loại, chẳng hạn như cảm ứng, nam châm vĩnh cửu, sự miễn cưỡng, và Synchro-Sym, với vật liệu cốt lõi hiệu suất cao, chẳng hạn như các kim loại vô định hình, tất cả trong khi bao gồm cả việc xây dựng khung thể thiếu và mang lắp ráp từ thép kết cấu thô thay vì lắp ráp từ một hàng tồn kho của đúc chính xác tiền chế MotorPrinter giải quyết các vấn đề khác khó nắm bắt của In ấn 3D của máy điện: 1) vật liệu điện thay đổi như là kết quả của cắt giảm stress nhiệt với thay vì một phương pháp cắt các khe trước khi băng được quấn thành hình thức trục-flux; 2) liên kết khôngchính xác của các khe kênh khi tự động tính toán các vị trí khe tiếp theo bởi số lượng kết thúc tốt đẹp và độ dày khác nhau ribbon với một khe cắm thay vì phương pháp mẫu mà chính xác gắn các khe cắt từ xa vào các khe của các gói trước mà không cần tính toán

trong tương lai; 3) thay đổi quan trọng của hoạt động nghiền thứ cấp(ví dụ) cho độ chính xác bề mặt phẳng không khí khoảng cách với thay vì một phương pháp mà buộc ruy băng để giả định độ phẳng chính xác của bảng quay của máy in 3D trên mỗi wrap; và 4) hình chữ nhật có hình dạng cố định với kênh khe thay vì một phương pháp mẫu mà hoàn toàn gắn khe với bất kỳ hình dạng cho hiệu suất tối ưu.[95]

Bằng cách bảo tồn thực hiện phân tử cao cấp của các vật liệu tối ưu trước khi xử lý điện, chẳng hạn như băng kim loại vô định hình, dây dẫn quanh co, vv, MotorPrinter cung cấp nhanh chóng chỉ trong thời gian sản xuất của một loạt các trục-flux động cơ điện và máy phát điện với lõi không thể thiếu khung và lắp ráp mang, như Synchro-Sym, mà là chỉ đối xứng ổn định không chổi than vết thương rotor

[đồng bộ] động cơ và máy phát điện hệ thống điện kép fed mà hoạt động từ tiểu đồng bộ với tốc độ siêu đồng bộ nam châm vĩnh cửu và không có quả chi phí hiệu suất chưa từng thấy Gần đây nhất một cơ

sở nghiên cứu các hộ gia đình tên được lựa chọn thay vì phải sửa đổi các cấu trúc liên kết động cơ điện cho sản xuất phù hợp với hình thức của họ về 3D-In ấn, nếu có thể, nhưng MotorPrinter được thiết

kế để sản xuất toàn cầu với bất kỳ loại động cơ điện trục-flux, chẳng hạn như cảm ứng, miễn cưỡng, hoặc động cơ nam châm vĩnh cửu, nhưng đặc biệt với Synchro-Sym công nghệ máy điện mà loại bỏ các thành phần điện từ không liên quan mà không góp phần vào việc sảnxuất của công việc, chẳng hạn như nam châm vĩnh cửu, saliencies miễn cưỡng, và cuộn dây lồng sóc

Theo một hợp đồng từ các Phòng Năng lượng Mỹ của Arpa-E chương trình (Advanced Research Project Agency-Energy), một nhóm nghiêncứu thuộc Trung tâm Nghiên cứu United Technologies như năm 2014

đã làm việc hướng tới sản xuất một động cơ cảm ứng 30 kW sử dụngchất phụ gia chỉ các phương pháp sản xuất, cố gắng để xác định mộtđộng cơ cảm ứng kiểu cộng sản xuất có khả năng cung đỉnh 50 kW

và 30 kW điện liên tục trên một phạm vi tốc độ của số không đến 12.000 rpm, sử dụng công nghệ động cơ mà không liên quan đến nam châm đất hiếm.[96]

Quân sự

Bài chi tiết: Súng in 3D

Năm 2013, một nhà thiết kế tại Texas đã chế tạo thành công một khẩu súng lục có thể bắn được đạn thật bằng công nghệ in 3D Khẩu súng được làm từ nhựa, tuy nhiên có một số bộ phận được làm bằng kim loại vì nhà thiết kế này lo sợ nó sẽ trở thành một loại vũ khí có thể mang qua an ninh sân bay Ứng dụng này của công nghệ 3D đem lại khá nhiều rủi ro, khi bất kỳ ai cũng có thể tải bản thiết kế trên mạng và chế tạo một khẩu súng cho mình.[97]

tuy nhiên các nhà quân sự lại cho đây là một phát minh hữu ích, khi giá thành chế tạo các loại vũ khí từ vật liệu thông thường rất cao Việc sử dụng công nghệ in 3D sẽ giúp tạo ra những loại vũ khí mới giá rẻ và trong thời gian rất ngắn Thậm chí người lính sẽ không phải mang vũ khí ra chiến trường, mà có thể sử dụng máy in 3D để tạo ra chúng ngay tại đó.[97]

Trong năm 2014, một người đàn ông đến từ Nhật Bản đã trở thành người đầu tiên trên thế giới bị bắt giam để làm 3D in súng

[98] Yoshitomo Imura gửi video và bản thiết kế của súng trực tuyến và

đã bị kết án tù hai năm Cảnh sát tìm thấy ít nhất hai khẩu súng trong nhà mình mà là có khả năng bắn đạn[98]

Y tế

3In 3D đã được sử dụng để in biệt cụ thể là bệnh nhân và thiết bị dùng trong y tế Hoạt động thành công bao gồm titan xương chậu cấy vào một bệnh nhân người Anh, titan thấp hơn hàm cấy ghép cho bệnh nhân Bỉ[99] và một nhựa khí quản nẹp cho một trẻ sơ sinh Mỹ [100] Các thiết bị trợ thính và các ngành nha khoa được dự kiến sẽ là khu vực lớn nhất của sự phát triển trong tương lai bằng cách sử dụngcông nghệ in 3D tùy chỉnh.[101] Trong tháng 3 năm 2014, bác sĩ phẫu thuật ở Swansea sử dụng các bộ phận in 3D để xây dựng lại khuôn mặt của một người đi xe mô tô đã bị thương nặng trong một vụ tai nạn đường bộ[102] nghiên cứu cũng đang được tiến hành trên phương pháp để thay thế bio-in cho các mô bị mất do viêm khớp và ung thư [103]

Trong ngày 24 tháng 10 2014, một bé gái năm tuổi sinh ra không có ngón tay hình thành hoàn toàn vào tay trái của cô đã trở thành đứa trẻ đầu tiên ở Anh có một cánh tay giả làm bằng công nghệ in 3D Tay cô ấy đã được thiết kế bởi Mỹ dựa trên E-vững, một tổ chức thiết

kế mã nguồn mở trong đó sử dụng một mạng lưới tình nguyện viên

để thiết kế và làm chân tay giả chủ yếu là cho trẻ em Các cánh tay

giả đã dựa trên một khuôn thạch cao được thực hiện bởi cha mẹ cô.[104]

In chân tay giả đã được sử dụng trong phục hồi chức năng của các loài động vật bị tê liệt Trong năm 2013, một 3D in chân cho một convịt què đi lại được nữa.[105] Trong năm 2014 một chihuahua sinh ra không có chân phía trước được trang bị với một dây nịt và bánh xe tạo ra với một máy in 3D.[106][107]

Vào tháng Giêng năm 2015, nó đã được báo cáo rằng các bác sĩ ở London của St Thomas 'Bệnh viện đã sử dụng các hình ảnh thu được

từ một hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) quét để tạo ra một bản sao in 3D của trái tim của một cô gái hai tuổi với một 'rất phức tạp 'lỗ trong

đó Sau đó họ có thể thay đổi một Gore-Tex vá để thực hiện một chữa bệnh Các bác sĩ phẫu thuật chính của đội ngũ điều hành, Giáo

sư David Anderson, nói với The Sunday Times: "Việc in 3D có nghĩa

là chúng ta có thể tạo ra một mô hình của trái tim mình và sau đó nhìn thấy bên trong nó có một bản sao của các lỗ như nó nhìn khi trái tim đã bơm Chúng tôi có thể đi vào hoạt động với một ý tưởng tốt hơn về những gì chúng ta sẽ tìm thấy " Kỹ thuật in 3D sử dụng của bệnh viện đã được tiên phong bởi Tiến sĩ Gerald Greil.[108]

Máy tính và Robot

In 3D có thể được sử dụng để làm cho máy tính xách tay và máy tínhkhác, bao gồm cả các trường hợp, như Novena và VIA OpenBook chuẩn trường hợp máy tính xách tay Tức là một Novena bo mạch chủ có thể được mua và được sử dụng trong một trường hợp VIA OpenBook in.[109]

Robot mã nguồn mở được xây dựng sử dụng máy in 3D đúp Roboticstruy cập cấp cho công nghệ của họ (một mở SDK).[110][111][112] Mặt khác, 3 & DBot là một Arduino 3D in-robot với bánh xe[113] và ODOI làmột 3D in robot hình người [114]

Vũ trụ

Vào tháng 9 năm 2014, máy in 3-D đầu tiên được đưa lên đến Trạm

Vũ trụ Quốc tế (ISS) Trong vòng 1 tháng, các nhà du hành đã in ra sản phẩm đầu tiên của họ: 1 tấm thay thế cho phần vỏ của chính chiếc máy in Ngày 19 tháng 12 năm 2014, NASA gửi qua email bản

vẽ CAD cho một ổ cắm cờ lê để các phi hành gia trên tàu ISS in ra.[115]

Nếu máy in trở thành 1 thiết bị quan trọng cho các nhà thám hiểm

vũ trụ thì nó phải có khả năng tự tái tạo lại các bộ phận của nó để nó

có thể làm việc trong suốt hành trình dài như đến sao Hỏa hoặc một vài hành tinh khác Thậm chí, đến một ngày nào đó máy in này có thể in ra nhiều máy in khác nữa.[116]

Cơ quan Vũ trụ châu Âu có kế hoạch cung cấp loại máy in 3D xách tay lên Trạm Không gian Quốc tế vào tháng 6 năm 2015 đó là loại máy in 3D thứ hai trong không gian.[117][118]

Nghệ thuật

Một ví dụ về 3D in ấn bản giới hạn đồ trang sức Sợi dây chuyền này được làm bằng glassfiber đầy nylon nhuộm Nó có liên kết quay đượcsản xuất trong các bước sản xuất giống như các bộ phận khác