Xây dựng bộ phối màu trong máy in 3D

Xây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3D

LỜI CẢM ƠN

Được sự đồng ý của nhà trường, khoa Công Nghệ Tự Động Hóa và

thầy giáo Th.s Lê Văn Chung đã phê duyệt cho em làm đồ án: “Thiết kế và xây dựng bộ phối màu trong máy in 3D thông minh” Trong suốt quá trình nghiên cứu

và thực hiện đồ án, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của các thầy

cô giáo

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoaCông Nghệ Tự Động Hóa – Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và TruyềnThông đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu, tạo điều kiện tốt nhất để em hoànthành đồ án

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Lê Văn Chung đã tận tâmhướng dẫn em đến từng chi tiết nhỏ nhất Nếu không có những lời hướng dẫn,dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài báo cáo đồ án của em rất khó có thể hoàn thiệnđược Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy

Do kiến thức lý thuyết và kỹ năng làm thực tế còn hạn chế nên khôngtránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp củathầy cô để kiến thức của em được hoàn thiện hơn

Sau cùng, em xin kính chúc các thầy cô trong khoa Công Nghệ Tự ĐộngHóa dồi dào sức khỏe, niềm tin để thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyềnđạt kiến thức và chắp cánh ước mơ cho thế hệ mai sau

Thái Nguyên, ngày 1 tháng 6 năm 2015.

Sinh viên thực hiện

Lê Minh Thu

LỜI CAM ĐOAN

Toàn bộ nội dung của đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và xây dựng bộ phối màu trong máy in 3D thông minh” do em tự học tập trong các bài giảng của thầy cô,

nghiên cứu trên internet, sách báo và các tài liệu trong và ngoài nước có liênquan Không sao chép hay sử dụng bài làm của bất kỳ ai

Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước thầy

cô và nhà trường

Thái Nguyên, ngày 1 tháng 6 năm 2015.

Sinh viên thực hiện

Lê Minh Thu

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH 4

LỜI NÓI ĐẦU 6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Charles Hull người phát minh ra công nghệ in 3D 8

Hình 1.2 Máy in 3D thô sơ 11

Hình 1.3 Máy in 3D phục vụ giáo dục 11

12

Hình 1.4 Máy in 3D cỡ lớn 12

Hình 1.5 Mô hình mô phỏng hộp sọ của người 13

Hình 1.6 Hình ảnh kết cấu hệ khung đỡ máy in 3D 13

Hình 1.7 Hệ truyền động trục Y dùng dây đai và động cơ bước 14

Hình 1.8 Hệ truyền động trục Z dùng visme 15

Hình 1.9 Bộ đùn nhựa máy in 3D 16

Hình 1.10 Hình ảnh tấm gia nhiệt mặt bàn máy in 3D 16

Hình 1.11 Bo mạch Arduino kết nối driver A4988 điều khiển động cơ bước 17

Hình 1.12 Nhựa ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 18

Hình 1.13 Nhựa PLA (Polylactic Acid) 20

Hình 1.14 Sợi Nylon Polyamide 21

Hình 1.15 Vật thể được in bằng sợi nylon 21

Hình 1.16 bộ phun nhựa máy in 3D 22

Hình 1.17 Quá trình in của máy in 3D 23

Hình 1.18 Sản phẩm điêu khắc đầu rồng 24

Hình 1.19 Thiết bị Osteoid phát hiện gãy xương và thúc đẩy liền xương Osteoid đã dành giải thưởng A'Design năm nay cho mục các sản phẩm được in bằng máy in 3D, được lấy cảm hứng từ các cấu trúc hình bên trong xương người Karasahin viết rằng, Osteoid có trọng lượng siêu nhẹ và người dùng có thể chọn lựa những màu sắc mà họ muốn Quan trọng nhất của sản phẩm này nằm ở thiết bị siêu âm tích hợp sẵn Thiết bị này sẽ phát ra xung siêu âm cường độ thấp (LIPUS) để tìm vị trí đoạn xương gãy, đồng thời thúc đẩy quá trình liền xương, hiệu quả hơn 80% so với cách cố định xương bằng thạch cao truyền thống 26

Hình 1.20 trái tim có đường kính 0,25 mm 27

Hình 1.21 Động cơ hoạt động bằng năng lượng mặt trời chế tạo từ máy in 3D 27

Hình 1.22 Máy in 3D KamerMaker 28

Hình 1.23 Động cơ máy bay được sản xuất từ công nghệ in 3D 30

Hình 1.24 Mô hình côn trùng từ máy in 3D 30

Hình 2.1 Màu quang phổ 36

Hình 2.2 Bảng hòa màu cơ bản 37

Hình 2.3 Bảng phân bố sắc độ của màu 38

Hình 2.4 Tỷ lệ pha trộn của một số màu 38

Hình 2.5 Pha màu German Yellow 39

Hình 2.6 Pha màu Russian Green 39

Hình 2.7 Quy luật màu cộng 40

Hình 2.8 Quy luật màu trừ 41

Hình 2.9 Bệ gia nhiệt HPB (Heated Build Platform) 48

Hình 2.10 Raft printing 49

Hình 2.11 Các mức độ in rỗng 51

Hình 3.1 Đầu phun J Head All Metal E3D 52

Hình 3.2 100 kΩ NTC Thermistor 53

Hình 3.3 Băng dính chịu nhiệt Kapton Tape 53

Hình 3.4 Kim phun E3D M6 54

Hình 3.5 Bánh răng dẫn nhựa MK8 54

Hình 3.6 Đầu nóng E3D 55

Hình 3.7 Bản vẽ 2D của kim phun E3D M6 55

Hình 3.8 Bản thiết kế 2D của Cảm biến nhiệt 100 kΩ NTC Thermistor 56

Hình 3.9 Cấu tạo của súng phun màu Airbush 56

Hình 3.10 Hình ảnh cảm biến nhiệt 100KΩ NTC Thermistor 61

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hóa, đểquá trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tư vào các dây chuyềnsản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suấtlao động và cho ra sản phẩm có chất lượng cao Hiện nay có rất nhiều ứng dụng

đã được ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày cũng như trong xây dựng, côngnghiệp sản xuất và quân sự…Đặc biệt trong công nghiệp, khoa học kỹ thuật ngàycàng được phát triển mạnh mẽ như: Hệ thống cảm biến, hệ thống chuyển độnglinh hoạt, hệ thống điều khiển thông minh… Áp dụng những kiến thức đã đượchọc và tìm hiểu từ các tài liệu liên quan, đồ án tốt nghiệp đại học em chọn hướng

tìm hiểu về máy in 3D Tên đề tài: “Thiết kế và xây dựng bộ phối màu trong máy in 3D thông minh”.

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này em xin chân thành cảm ơn thầy giáo

Lê Văn Chung đã hết lòng hướng dẫn, cùng các thầy cô giáo trong Khoa Côngnghệ tự động hóa – Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông đã tạo mọiđiều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án

Đồ án được thực hiện bằng các kiến thức đã học, một số sách tham khảo

và một số nguồn tài liệu khác Mặc dù có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiệnnhưng đề tài không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự góp ý, đónggóp của các thầy cô và các bạn để đề tài có thể áp dụng rộng rãi vào thực tế mộtcách thiết thực nhất

Thái Nguyên, ngày 29 tháng 5 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Lê Minh Thu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY IN 3D 1.1 Khái quát chung.

Công nghệ in 3D là công nghệ khá “linh hoạt”, khuyến khích và thúc đẩysáng tạo với một sự tự do chưa từng có trong thiết kế, dù vẫn đảm bảo yêu cầu ítdụng cụ, qua đó khống chế không để chi phí và thời gian gia công bị đẩy lên quácao Các thành phần có thể được thiết kế đặc biệt để tránh việc phải lắp ghép saukhi hoàn thiện, các biên dạng phức tạp và tính chất rắc rối có thể được tạo ra màkhông cần thêm chi phí nào Ngoài ra công nghệ in 3D cũng nổi lên là một côngnghệ tiết kiệm năng lượng, và thân thiện với môi trường trong cả quá trình giacông (sử dụng đến hơn 90% vật liệu theo tiêu chuẩn), và cả dòng đời của sảnphẩm nhờ việc thiết kế gọn và bền hơn

Những năm gần đây, công nghệ in 3D đã vượt qua cái bóng là một côngnghệ gia công, sản xuất nguyên mẫu công nghiệp cấp tốc Hiện tại công nghệ này

có thể dễ dàng được tiếp cận bởi doanh nghiệp nhỏ và các cá nhân Trong các tậpđoàn lớn, đa quốc gia, tùy vào tầm vóc và tính kinh tế khi sở hữu máy in 3D, mànhững máy in 3D cỡ nhỏ (với ít tính năng hơn) có thể được trang bị với giá chỉdưới 1000$

Điều này đã giúp công nghệ in 3D tiếp cận được nhiều đối tượng khách hàng hơn, với tốc độ theo cấp số nhân trên mọi mặt trận Ngày càng nhiều các hệ thống, vật liệu, ứng dụng, dịch vụ được giới thiệu đến với mọi người

1.1.2 Lịch sử phát triển.

Khái niệm về in 3D được nhen nhóm bắt đầu từ năm 1976, thời điểm máy

in phun được phát minh Bởi vì đến năm 1984, các cải tiến và tiến bộ mới đối vớiđầu in phun đã giúp đưa công nghệ từ chỗ chỉ in được mực đến in được cả cácchất liệu khác Trong khi những thập kỷ sau đó, các ứng dụng của công nghệ in3D đã không ngừng phát triển thông qua các nghành công nghiệp khác nhau, từ

cơ khí, ô tô, hàng không, y học, sản xuất đến thiết kế trang sức

Năm 1984 đánh dấu sự ra đời chính thức của công nghệ in 3d mà cha đẻ là

kỹ sư Charles Hull, người sẽ trở thành đồng sáng lập công ty 3D Systems saunày, người phát minh ra công nghệ Stereolithography huyền thoại, cho phép innhững vật thể 3D phức tạp với độ chính xác cap từ dữ liệu số

Hình 1.1 Charles Hull người phát minh ra công nghệ in 3D.

Muốn hiểu được thế giới 3D, ta phải hiểu được bản chất củaStereolithography vì đây là phương pháp xử lý in 3D đầu tiên trên thế giới.Stereolithography hay Stereolithography apparatus thường được gọi tắt là SLA

là một kỹ thuật sử dụng tia laser để làm đông cứng nguyên liệu lỏng trong một bểchứa lớn để tạo thành các lớp liên tiếp chồng lên nhau, kích cỡ một lớp (layer) cóthể đạt 0,06mm nên độ chính xác của phương pháp này rất lớn Công nghệ in 3Dngoài SLA còn có công nghệ SLS (Selective Laser Sintering) và FDM (FusedDeposition Manufacturing)

Công nghệ SLS (Selective Laser Sintering) sử dụng tia laser để nung kếtvật liệu dạng bột như bột thép, sứ, titan…thành vật thể rắn theo từng lớp

Công nghệ FDM (Fused Deposition Manufacturing) do Stratasys phátminh những năm 1980 Công nghệ này nung chảy sợi nguyên liệu thành dạngbán lỏng (chưa hóa lỏng hoàn toàn, vẫn còn giữ được dạng sợi), đồng thời sử dụngmột đầu vòi phun sợi nguyên liệu bán lỏng vừa chuyển động theo 3 trục X, Y, Z đểtạo từng lớp layer chồng lên nhau theo biên dạng mặt cắt của bản thiết kế Do tínhchất “bán lỏng” nên khi sợi nguyên liệu đông kết lại đã kịp kết dính với lớp layertrước nó Quá trình này lặp lại cho đến khi vật thể được in hoàn chỉnh.

Máy in 3D trong những giai đoạn đầu phát triển có kích thước cồng kềnh

và giá thành rất cao, chủ yếu sử dụng trong công nghiệp nhà xưởng lớn Nhưnggần đây kích thước của máy in 3D ngày càng nhỏ gọn hơn, giá thành cũng rẻhơn Người ta đã bắt đầu chế tạo những máy in 3D dành cho gia đình, cá nhân(personal 3D printer), trong đó ứng dụng công nghệ FDM Công nghệ FDM đượccoi là sự lựa chọn của người tiêu dùng, do tính tiết kiệm và thân thiện với ngườidùng của nó Thứ nhất bằng sáng chế của công nghệ này do Stratasys nắm giữ đãhết hạn, sự phát triển của các dự án máy in mã nguồn mở, sự can thiệp của cácnhà sản xuất độc lập như Makerbot đã khiến FDM ngày càng phổ biến và giáthành hạ Thứ hai, công nghệ này sử dụng cũng rất đơn giản, chỉ gồm hai thao tácchính là cắm điện và bấm nút in nên càng khiến người dùng phổ thông ưachuộng Tất nhiên chất lượng sản phẩm in của nó về mức độ chuyên nghiệpkhông thể so với các sản phẩm từ công nghệ như SLA, SLS, SFF, Polyjet,DMLS, SHS, EBM hoặc máy FDM ở mức chuyên nghiệp

● Một số thành tựu của máy in 3D:

Năm 1984: Charles Hull phát minh ra công nghệ Stereolithography, đượccấp bằng sáng chế đến năm 1987

Năm 1991: Stratasys sản xuất máy in sử dụng công nghệ FDM đầu tiêntrên thế giới

Năm 1992: Công ty 3D systems của Charles Hull sản xuất chiếc máy in3D đầu tiên dùng công nghệ SLA

Năm 1993: DTM sản xuất máy in đầu tiên dùng công nghệ SLS

Năm 1994: Máy in từ sáp của Model Maker ra đời.

Năm 1997: Công ty Aeromet phát minh ra công nghệ LAM (LaserAdditive Manufacturing)

Năm 1999: Các nhà khoa học đã cấy thành công nội tạng từ tế bào củabệnh nhân và dùng thanh đỡ in từ máy in 3D đề chống đỡ các bộ phận này

Năm 2000: Máy in phun 3D đầu tiên ra đời tại công ty Object Geometries.Cùng năm này Zcorp phát minh ra máy in 3D màu multicolor

Năm 2001: Solidimension tạo ra chiếc desktop 3D printer đầu tiên

Năm 2002: Các nhà khoa học dự định tạo ra cơ quan nội tạng bằng kích

cỡ thật và có thể hoạt động được Một quả thận từ máy in 3D đã ra đời

Năm 2005: Dr Adrian Bowyer ở trường đại học Bath thành lập Reprapproject để phổ cập công nghệ in 3D

Năm 2008: Reprap Darwin là chiếc máy đầu tiên có thể tự in ra các bộphận của chính nó Cùng năm Stratasys sản xuất thành công vật liệu in FDM có tínhtương đương hợp sinh học (biocompatible) Một trang wedsite điện tử dành cho thịtrường model in 3D mang tên Shapeways ra đời Makerbot không hề thua kém cho

ra mắt trang Thingiverse để chia sẻ các model miễn phí dành cho việc in 3D

Năm 2009: Makerbot bắt tay sản xuất bộ kit cải tiến máy Rerap cho đốitượng người dùng lớn hơn Bên Organovo cũng in thành công mạch máu đầu tiên

Năm 2011: Chiếc ô tô đầu tiên in bằng công nghệ 3D ra đời Áp dụng in3D trên vàng và bạc

Năm 2012: LayerWise in thành công bộ xương hàm ở Hà Lan

Năm 2013: In các bộ phận trên cơ thể người với chi phí thấp như mũi, tai,hộp sọ, tế bào võng mạc, bút in 3D sinh học giúp các bác sỹ cấy ghép bằng cách

vẽ, máy in ra thức ăn

Năm 2014: Là năm phát triển thần kỳ của in 3D Sử dụng máy in 3D xâynhà hoàn toàn bằng nhựa In bảng mạch điện tử Hãng AutoDesk tung ra thịtrường máy in 3D, mẫu máy in 3D này sẽ được tích hợp với Spark và giúp phô

diễn những lợi thế của Spark Sử dụng công nghệ in 3d SLA thay vì công nghệ inđùn như FDM Cả hai sản phẩm này kết hợp với nhau sẽ giúp cho người dùngtrải nghiệm và khám phá những giới hạn mới của in 3D.

Năm 2015: Hứa hẹn sẽ mang đến nhiều ý tưởng độc đáo hơn nữa của máy

in 3D trong tất cả các lĩnh vực khoa học và đời sống

Sản phẩm của máy in 3D không trừu tượng như trên mô hình thiết kế, bạn

có thể cầm nắm, thậm chí sử dụng được như một sản phẩm bình thường

Máy in 3D có nhiều hình dáng khác nhau, từ thô sơ đến phức tạp

Hình 1.2 Máy in 3D thô sơ.

Hình 1.3 Máy in 3D phục vụ giáo dục.

Hình 1.4 Máy in 3D cỡ lớn.

1.1.3 Công nghệ in 3D hướng phát triển tương lai

Những ưu điểm khiến công nghệ in 3D được các chuyên gia hàng đầu trênthế giới đánh giá là xu hướng phát triển hàng đầu trong tương lai

Ưu điểm đầu tiên đúng như tên gọi của nó : công nghệ tạo mẫu nhanh,công nghệ này có sự vượt trội về thời gian chế tạo một sản phẩm hoàn thiện

“Nhanh” ở đây cũng chỉ là một giới hạn tương đối Thông thường, để tạo ra mộtsản phẩm mới mất khoảng từ 3 – 72 giờ, phụ thuộc vào kích thước và độ phứctạp của sản phẩm Có thể bạn cho rằng khoảng thời gian này có vẻ chậm, nhưng

so với thời gian mà các công nghệ chế tạo truyền thống thường mất từ nhiều tuầnđến nhiều tháng để tạo ra một sản phẩm thì nó nhanh hơn rất nhiều Chính vì cần

ít thời gian hơn để tạo ra sản phẩm nên các công ty sản xuất tiết kiệm được chiphí, nhanh chóng đưa ra thị trường những sản phẩm mới

Ưu điểm đặc biệt thứ hai : Ta có thể chế tạo được tất cả các bộ phận trong

cơ thể người cả bên trong lẫn bên ngoài một cách chi tiết chỉ trong một lần thựchiện mà các phương pháp truyền thống không thể chế tạo được

Hình 1.5 Mô hình mô phỏng hộp sọ của người.

1.2 Các thành phần cơ bản cấu tạo nên máy in 3D Reprap.

Hệ khung đỡ của máy in 3D làm theo kết cấu dạng phôi di chuyển, khung

đỡ được làm bằng vật liệu nhôm, bao gồm 3 trục tịnh tiến

Hình 1.6 Hình ảnh kết cấu hệ khung đỡ máy in 3D.

- Trục X: Là trục dịch chuyển theo phương X của hệ trục tạo độ OXYZ

- Trục Y: Là trục dịch chuyển theo phương Y của hệ trục tạo độ OXYZ

- Trục Z: Là trục dịch chuyển theo phương Z của hệ trục tạo độ OXYZKhung máy: Tùy theo các mẫu thiết kế mà máy Reprap có bộ khung vớichất liệu và hình dáng khác nhau: gỗ ép, mica, thép không rỉ…Ở đồ án này emlựa chọn chất liệu nhôm

Khớp nối: Những bộ phận nối giữa khung cơ khí thường làm bằng nhựaABS để tăng tính chịu lực và chúng được in ra từ các máy Reprap khác

1.2.2 Hệ truyền động.

Các thanh dẫn hướng chuyển động x, y, z bao gồm: Thanh trượt-bạc trượt,trục vít me-đai ốc…dây đai răng (cu-loa) để truyền cơ năng từ động cơ sang các

cơ cấu chuyển động

Động cơ: Thường dùng động cơ bước (Stepper motor) Sử dụng 5 động cơbước: 3V, 0.8A – 1.2A

Hình 1.7 Hệ truyền động trục Y dùng dây đai và động cơ bước.

Hình 1.8 Hệ truyền động trục Z dùng visme

1.2.3 Bộ đùn nhựa in.

Đầu in 3D (đầu phun nhựa): Thường dùng các loại JHead hoặc BudaNozzle…Đầu Jhead giá rẻ hơn nhưng độ bền và ổn định không cao bằng BudaNozzle Trong đồ án này em sử dụng bộ đùn nhựa loại JHead

Cơ cấu kéo sợi nhựa: Ở đây có hai bánh răng dùng để truyền động và kéosợi nhựa in (ABS, PLA) Chọn đường kính sợi nhựa in 3D 1.75mm hoặc 3mmtùy theo đầu phun đang dùng Đầu phun J Head kích thước lỗ đùn: 0.2mm,0.3mm, 0.4mm nên chọn đường kính nhựa in 3D 1.75mm

Ở nhiệt độ phù hợp khi nhựa được động cơ bước đẩy vào bộ đùn thì nhiệt

độ ở bộ đùn sẽ làm nóng chảy nhựa Tạo thành từng lớp kết dính thành vật thể 3D

Hình 1.10 Hình ảnh tấm gia nhiệt mặt bàn máy in 3D.

1.2.5 Bộ kit điều khiển.

Bộ điều khiển máy in 3D bao gồm:

• Bo mạch Arduino 2560 R3 (mạch điều khiển chính)

• Driver A4988 (mạch điều khiển động cơ bước)

Hình 1.11 Bo mạch Arduino kết nối driver A4988 điều khiển động cơ bước.

1.2.6 Phần mềm điều khiển máy in 3D.

Phần mềm điều khiển máy in 3D được chia làm 2 thành phần:

- Phần mềm lập trình cho mạch điều khiển: phần mềm lập trình Arduino1.5.5 phần mềm phát triển bởi nhà sản xuất với phần mềm ta có thể lập trình thayđổi các tính năng có trên phần cứng Adruino Module Adruino dùng để điềukhiển động cơ bước sẽ được nạp một mã lệnh (firm ware) để kết nối và điềukhiển máy in 3D

- Phần mềm điều khiển máy in 3D

Phần mềm điều khiển máy in 3D được sử dụng là pronterface, phần mềm

có nhiệm vụ nhận bản vẽ dạng 3D sau đó chuyển đổi thành tập lệnh Gcode vàchuyển qua máy in 3D sử lý

1.3 Những vật liệu in 3D cơ bản.

Cùng với sự phát triển với công nghệ và các máy in 3D, sự phát triển vềphương diện vật liệu dành cho in 3D cũng không hề kém cạnh Vật liệu in thuởban đầu chủ yếu là nhựa dẻo, bột kim loại hay bột sứ, nhưng với sự tìm hiểu

nghiên cứu không ngừng nghỉ của con người, các vật liệu in ngày càng đa dạng,

dù là nhựa, là sợi nylon, đủ các loại kim loại đồng, chì, vàng, bạc, thép, titan, chođến các các loại nhựa thân thiện với môi trường, an toàn cho thực phẩm, thậm chí

là các chất liệu hữu cơ có thể ăn được như socola, đường kính… Ngay đếnNASA còn muốn in được cả pizza Những vật liệu in 3D nổi trội được sử dụnghiện nay

1.3.1 Nhựa ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

Có thể nói nhựa ABS là loại vật liệu được ưa chuộng nhất trong các vậtliệu in hiện nay, đặc biệt với dòng desktop printer Đặc tính của nhựa ABS là có

độ bền cao, chiu lực tốt, đổi lại là tương đối khó phân hủy, khó xử lý do được chếtạo từ nhiên liệu hóa thạch Khi bị nóng chảy nhựa ABS sẽ tỏa ra mùi nhựa cháykhá đặc trưng, với một số người thì không vấn đề nhưng với một số người mẫncảm khác lại khá rắc rối Tốt nhất bạn nên đặt máy in ở nơi thoáng khí khi sửdụng loại nhựa này

Hình 1.12 Nhựa ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene).

Về độ chính xác khi in, nhược điểm lớn nhất của nhựa ABS là phần tiếpxúc của nó với bệ in rất dễ bị cong vênh trong quá trình in Để giải quyết vấn đềnày người ta thường phải kết hợp một số biện pháp, như là làm nóng bệ in trước,đảm bảo bệ in trơn nhẵn sạch sẽ, ngoài ra có thể xịt qua một lớp dung dịch hỗnhợp ABS/Acetone hay một ít keo xịt tóc cũng được ( nhưng theo kinh nghiệm

của cá nhân em thì lấy băng dính 2 mặt dán lên bệ, phía trên lớp băng dính xanhcũng giải quyết được vấn đề này).

Đổi lại ABS có thể tan trong Acetone nên chỉ cần một 2 giọt dung dịchnày bạn có thể dễ dàng gắn kết các bộ phận in rời rạc với nhau, ngoài ra nếu bạnnhúng cả vật thể in nhựa ABS vào chậu dung dịch Acetone và dùng bàn chải chải

là có thể khiến nó trơn nhẵn và sáng bóng lên

1.3.2 Nhựa PLA (Polylactic Acid).

Sự ra đời của nhựa PLA (nhựa sinh học, làm từ ngô, mía…) là một nỗ lựccủa nhân loại để giảm thiểu sự phụ thuộc của con người vào các nguyên liệu hóathạch, đồng thời giúp bảo vệ sức khỏe con người và môi trường (tuy nhiên loạinhựa này cũng không có khả năng phân hủy tự nhiên khi chôn dưới đất) NhựaPLA có phản ứng khác nhau đối với độ ẩm của môi trường, khi nó tiếp xúc vớinước ở nhiệt độ cao có thể thấy nó bị nhạt màu, thậm chí có thể bị phân hủythành phần polymer Tất nhiên ta có thể làm khô PLA bằng các loại thuốc hút ẩmdùng trong công nghệ thực phẩm nhưng hành động này có thể ảnh hưởng đến cấutrúc tinh thể bên trong PLA một chút

PLA khi bị đốt sẽ tỏa ra mùi từa tựa như dầu ăn do được sản xuất từ vậtliệu hữu cơ có chứa đường Xét về độ chính xác, PLA gặp nhiệt sẽ ít bị congvênh hơn, nhờ đó khi in sẽ không nhất thiết phải làm nóng bệ in lên trước Thờigian và mức độ hóa lỏng của PLA lớn hơn ABS nên thành phẩm có chi tiết sắcnét hơn, các góc nhọn ít có nguy cơ gãy nứt hay cong vênh, các layer cũng kếtdính tốt hơn nên kết cấu vật thể hết sức vững chắc

Bản chất ban đầu của PLA có màu trong suốt nên nó có thể dễ dàngnhuộm thành bất cứ màu gì hay bất cứ sắc độ đậm nhạt nào cũng được NhựaPLA cứng và khỏe hơn ABS nên đôi khi khó chế tác gia công đối với những chitiết ở những bộ phận phải lồng ghép vào nhau như khớp nối chẳng hạn Tuy rằngthành phẩm của PLA có độ bóng nhẵn hơn so với ABS, nhưng nó lại không phảnứng mấy với acetone nên không thể dùng acetone để mài bóng thành phẩm PLAmột cách bình thường Dẫu vậy ngưỡng nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp của

nó lại khiến PLA không phù hợp với những môi trường có nhiệt độ cao như gầm

ô tô chẳng hạn

Hình 1.13 Nhựa PLA (Polylactic Acid).

1.3.3 Nhựa Resin.

Nhựa resin là một loại nhựa tổng hợp thường được dùng trong công nghệ

in SLA nhiều hơn thay vì ABS và PLA vốn hay dùng với công nghệ FDM Côngnghệ SLA ( stereolithography) là công nghệ in đắp bồi từng lớp vật liệu bằngcách sử dụng tia laser UV hay một nguồn năng lượng tương tự để ngưng kếtnhựa resin ( dạng lỏng) theo từng lớp chồng đè lên nhau

Resin có rất nhiều loại, chủ yếu sử dụng được là những loại có thể ngưngkết dưới tác động của tia UV, tức là bao gồm những chất như acrylics, epoxies,urethanes, polyesters, silicones….Rất nhiều loại resin có chứa thành phần lànhững chất dễ bay hơi, gọi tắt là VOC ( volatile organic components) Bạn nêntránh sửa dụng những loại resin có nhiều VOC, hoặc khi sử dụng cũng phải ởmôi trường thông thoáng Tuyệt đối không để bản thân và gia đình trực tiếp tiếpxúc với những chất hóa học độc hại này, trừ trường hợp bạn có hệ thống lọc khítốt hoặc có đủ lưới lọc cabon trong nhà

1.3.4 Sợi Nylon Polyamide.

Sợi in Nylon có tất cả đặc tính của Nylon ( Polyamide), là một trongnhững vật liệu bền chắc nhất trong các cật liệu in, đặc biệt là với công nghệFDM Nói cụ thể hơn thì một số loại nylon có khả năng kéo dãn gấp 1-3 lần, độ

chịu mỏi và chống chịu ăn mòn hóa học cũng ưu việt hơn hẳn các vật liệu dùng

để in chồng lớp khác

Hình 1.14 Sợi Nylon Polyamide.

Nylon bao gồm đông đảo họ các chất plastic dùng trong sản xuất cơkhí, nó chịu mài mòn, chịu UV tốt, chịu nhiệt cao, có độ thẩm thấu thấp, rất tiệndụng để gia công chế tác Tất nhiên không phải chất hóa học nào nylon cũngchống chịu được, độ kháng của nó với Acids hòa tan chỉ ở mức khiêm tốn, cònvới phenol, kiềm và iodine càng thấp Nhược điểm của nó là dễ bị co rút, hút ẩmnhiều dẫn tới suy giảm các đặc tính về cơ và điện Nó dễ bị oxy hóa, khôngkháng được axit và kiềm mạnh

Hình 1.15 Vật thể được in bằng sợi nylon.

1.4 Nguyên lý hoạt động của máy in 3D.

Từng lớp từng lớp, máy in 3D tạo ra vật thể từ vật liệu nhựa kết dính Đó

là nguyên lý cơ bản của máy in 3D Máy hoạt động dựa trên nguyên lý cuả hệtrục tọa đồ OXYZ, bao gồm 3 trục tịnh tiến X, Y, Z tịnh tiến trong không gian toa

độ OXYZ, khi các trục của máy in 3D hoạt động thì đồng thời bộ đùn nhựa đượcnung nóng và đùn ra tạo thành các vật thể dạng khối 3D Vật thể cần in đượcthiết kế bằng phần mềm thiết kế 3D như ArtCam, Auto Cad… Sau khi thiết kếxong bản vẽ sẽ được lưu ở định dạng file OBJ và gửi qua phần mềm xử lý bản

vẽ chuyển nó thành mã lệnh Gcode và điều khiển máy in tạo ra vật thể

1.4.1 Đầu vào là sợi nhựa, đầu ra là nhựa kết dính.

Người sử dụng máy in 3D sẽ lựa chọn 2 loại vật liệu đầu

vào: Acrylonitrile Butadiene Styrene (nhựa ABS) và Polylactic Acid (nhựa PLA) Các vật liệu nhựa đầu vào này có dạng sợi, chiều rộng 1,75mm hoặc 3mm.

Khi đã có sợi nhựa, bạn đưa vào máy in 3D qua một bộ phận gọi là đầu in(print head) Đầu in có hình dáng như một chiếc hộp với một vòi phun Một cơcấu truyền động sẽ đẩy từng phần nhựa xuống đầu in Trước khi nhựa bị đùn ra

từ đầu kim in, sợi nhựa phải đi qua một ống nhiệt và hóa lỏng Nhựa qua đầu kim

in là những đường chỉ siêu mảnh chỉ 0,1 milimet Ngay khi ra ngoài không khí,nhựa khô cứng rất nhanh, gắn lại với nhau tạo thành các lớp Nhựa ABS cầnđược in ở một bề mặt nóng, điều này cũng đồng nghĩa với lớp nhựa đáy sẽ hơicuộn lại Còn nhựa PLA có thể in ở bề mặt không cần nhiệt lượng

Hình 1.16 bộ phun nhựa máy in 3D.

1.4.2 Nguyên tắc in của máy in 3D.

In 3D là một công nghệ in theo lớp Bề mặt in (thường gọi là giường in)

và đầu in sẽ phối hợp với nhau để thực hiện in 3 chiều Ở mẫu máy in Replicator

2, đầu in được giữ bởi một hệ thống treo (hình minh họa bên dưới) 2 thanh kimloại nằm ngang giúp cho đầu in chuyển động tiến và lùi theo chiều ngang Ở đầu

2 thanh kim loại này lại gắn với 2 thanh khác theo chiều dọc, giúp cho đầu inchuyển động tiến và lùi theo chiều dọc Nhờ hệ thống treo, đầu in còn có thểchuyển động lên xuống tạo ra vật thể 3 chiều

Hình 1.17 Quá trình in của máy in 3D.

Một mẫu máy in có tên là RepRaps lại có cách in 3D tương đối khác sovới Replicator 2 Giường in của RepRaps chuyển động lên xuống, tiến lùi, trongkhi đầu in chỉ chuyển động ngang Mẫu máy in DeltaMaker có đầu in chuyểnđộng cả 3 chiều

Quá trình in 3D có thể diễn ra trong vài phút, vài giờ hoặc thậm chí nhiềungày phụ thuộc vào kích thước và khối lượng của sản phẩm Ví dụ gần đây một

số nghệ sĩ đã sử dụng máy in Type A Machines để in tác phẩm điêu khắc đầurồng có kích thước 3 x 3 x 2,4m Họ đã phải mất tới 2 tháng để hoàn thành tácphẩm trên

Hình 1.18 Sản phẩm điêu khắc đầu rồng.

1.4.3 Nguyên liệu đặc biệt khác của máy in 3D.

Không phải máy in 3D nào cũng sử dụng nguyên liệu in như nhau Cácmáy in 3D chuyên nghiệp có khả năng tạo ra những sản phẩm chất lượng cao từcác nguyên liệu đa dạng Ở công xưởng Shapeways, những chiếc máy in 3D kíchthước lớn tạo ra nhiều sản phẩm cùng lúc Nguyên liệu không chỉ giới hạn ởnhựa ABS và PLA Nó có thể là đồng thau, gốm sứ, thép và 5 loại chất dẻo khác

Một số loại máy in 3D sử dụng công nghệ đúc laser, tức là sử dụng laser

để gắn kết các mảnh vật liệu lại với nhau Một số bằng sáng chế về đúc laser sẽhết hạn vào năm tới, mở đường cho việc sản xuất hàng loạt các máy in 3D dànhcho người tiêu dùng

Form1 của phòng thí nghiệm FormLabs là một mẫu máy in sử dụng côngnghệ in phi truyền thống tân tiến nhất sẽ sớm được thương mại hóa Các máy inkim loại và máy in lai (giữa in truyền thống và phi truyền thống) sẽ là nhữngthiết bị kế tiếp có mặt trên thị trường tiêu dùng

1.5 Ứng dụng của máy in 3D.

Công nghệ in 3D đang góp phần rất lớn trong sự phát triển các ngành khácnhư năng lượng, nghệ thuật, y tế, xây dựng, nghiên cứu khoa học và tất nhiên là

cả ngành sản xuất nữa.

1.5.1 Ứng dụng của máy in 3D trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe.

Ưu điểm của máy in 3D được thể hiện rất rõ trong lĩnh vực y tế và chămsóc sức khoẻ với vô vàn ứng dụng Chẳng hạn như giúp bác sĩ có thể luyện tậpphẫu thuật giả lập bằng các mô nội tạng nhân tạo hoặc chế tạo các dụng cụ trong

y học được sử dụng để đưa hoặc gắn vào trong cơ thể

Máy in 3D đóng vai trò lớn trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe.Trong lĩnh vực y học, công nghệ này có thể giúp cứu sống một trường hợp bệnhnhân cá biệt đặc thù, mặt khác cũng có thể ứng dụng giúp nhiều bệnh nhân dầndần từng giải quyết các vấn đề sức khoẻ thông thường Đặc biệt các ứng dụngcủa công nghệ này đang được phát triển mạnh trong lĩnh vực về ngoại khoa Ví

dụ như dùng để chế tạo máy trợ thính Kể từ khi bắt đầu sử dụng máy in 3D đểsản xuất máy trợ thính, hàng triệu người đã được hưởng lợi từ đó Máy trợ thínhnếu không thích hợp với tai của người sử dụng, sẽ gây áp lực lên xương tai, khiếntai bị đau và chất lượng âm thanh sẽ bị giảm theo Nếu sử dụng máy in 3D chúng

ta có thể chế tạo các sản phẩm thích hợp hơn,thoải mái hơn với từng người sửdụng Hiện nay công ty Phonak của Thụy Sĩ, một trong những công ty lớnchuyên sản xuất máy trợ thính kỹ thuật số, cũng đang sử dụng sản phẩm phầnmềm dành cho máy in 3D của công ty chúng tôi Không những thế, thời gian gầnđây người ta còn đang sử dụng máy in 3D để phát triển các sản phẩm (lót) đếgiày Hiện nay có rất nhiều người gặp các vấn đề như hình dạng của xương chân,hoặc các bệnh về xương như thấp khớp Với công nghệ nắm trong tay, chúng tôi

có thể chụp lại các chuyển động khi đứng yên, và cả khi chuyển động(chạy và đibộ), nhờ các thiết bị và các phần mềm chuyên dụng, lưu lại dưới dạng dữ liệu kỹthuật số, rồi sử dụng dữ liệu này để tạo ra hình dạng của đế Nhờ đó có thể tạo racác đế giày để phù hợp với đặc điểm hình dạng và các chuyển động của bàn châncủa mỗi người

Trong chỉnh hình, các sản phẩm in 3D có thể được sử dụng để cấy trựctiếp vào trong cơ thể người Ví dụ, do hình dạng của khớp gối rất phức tạp, khigắn khớp nhân tạo thì chỉ cần điều chỉnh rất nhỏ về góc độ cũng có thể giúp giảmđáng kể áp lực lên đầu gối bệnh nhân

Hình 1.19 Thiết bị Osteoid phát hiện gãy xương và thúc đẩy liền xương.

Osteoid đã dành giải thưởng A'Design năm nay cho mục các sản phẩmđược in bằng máy in 3D, được lấy cảm hứng từ các cấu trúc hình bên trongxương người Karasahin viết rằng, Osteoid có trọng lượng siêu nhẹ và ngườidùng có thể chọn lựa những màu sắc mà họ muốn Quan trọng nhất của sản phẩmnày nằm ở thiết bị siêu âm tích hợp sẵn Thiết bị này sẽ phát ra xung siêu âmcường độ thấp (LIPUS) để tìm vị trí đoạn xương gãy, đồng thời thúc đẩy quátrình liền xương, hiệu quả hơn 80% so với cách cố định xương bằng thạch caotruyền thống

Osteoid chỉ mới đang ở giai đoạn thử nghiệm đầu tiên Bước tiếp theo,Karasahin định phát triển sản phẩm thành dụng cụ bảo hộ cho những ngườithường xuyên vận động, nhất là các diễn viên đóng thế Hy vọng trong tương lai,Osteoid sẽ dần phổ biến và thay thế được thạch cao bó bộ truyền thống

In 3D cũng bắt đầu được sử dụng để sản xuất hộp sọ nhân tạo Cụ thể khiphẫu thuật cắt bỏ u xương ác tính của bệnh nhân, người ta thay thế phần đã bị cắt

bỏ bằng phần sọ nhân tạo đã được chế tạo bằng máy in 3D Thông thường trướckia người ta dùng titan để cấy ghép, vấn đề ở chỗ khi bệnh nhân tái phát rất khó

để xác định vị trí phần titan đã được sử dụng Nếu sử dụng công nghệ in 3D cóthể khắc phục nhược điểm này In 3D còn rất hữu dụng trong giả lập mô phỏngphẫu thuật Thực tế, các bác sĩ đã từng sử dụng công nghệ in 3D để tạo mô hìnhtrái tim của một cậu bé bị bệnh tim rất nặng Bằng mô hình in 3D này, người ta

đã tiến hành một cuộc phẫu thuật giả lập trước khi phẫu thuật thực tế, nhờ đócuộc phẫu thuật phức tạp này đã diễn ra rất suôn sẻ và cậu bé đã được cứu sống.

Hình 1.20 trái tim có đường kính 0,25 mm.

1.5.2 Ứng dụng của máy in 3D trong năng lượng.

Bằng cách sử dụng công nghệ in 3D, Kỹ sư người Đức AndreasHaeuser sử dụng máy in 3D để tạo ra động cơ Stirling chạy bằng năng lượng MặtTrời

Hình 1.21 Động cơ hoạt động bằng năng lượng mặt trời chế tạo từ máy in 3D.

Động cơ Stirling vốn có chức năng truyền động cho bánh đà bằng sứcnóng Nhưng thay vì dùng sức nóng từ hơi nước, công nghệ của Haeuser sử dụngcác tấm gương quang học để tập trung ánh sáng Mặt Trời và tăng hiệu suất hoạtđộng Mô hình động cơ này có thể áp dụng để bơm nước hoặc sản xuất điện.Ngoài những chi tiết máy thường có sẵn như đai ốc và bu-lông, tất cả các chi tiếtcòn lại của động cơ có thể tạo ra từ nhiều loại nhựa khác nhau bằng máy in 3D

1.5.3 Ứng dụng của máy in 3D trong lĩnh vực xây dựng.

Một nhóm kiến trúc sư nhiều tham vọng của Hà Lan đã ứng dụng côngnghệ in 3D để xây dựng “ngôi nhà in 3D đầu tiên trên thế giới”, tọa lạc cạnh mộtkênh đào ở phía Bắc thành phố Amsterdam

Công ty Kiến trúc Dus có trụ sở tại Amsterdam cho biết họ sử dụng mộtmáy in 3D qui mô công nghiệp để in các bộ phận bằng nhựa và chúng sẽ đượcráp nối với nhau tạo thành mọi thứ, từ vách tường cho đến nội thất của ngôi nhà

Công trình kiến trúc này được mô tả như “một địa điểm trưng bày, nghiên cứu

và cũng là công trường của ngành kiến trúc in 3D”, nơi kết nối giới khoa học,

xây dựng và thiết kế lại với nhau

Hình 1.22 Máy in 3D KamerMaker.

Ngôi nhà gồm có 13 phòng khi được “xây dựng” hoàn chỉnh và bê tông là

vật liệu được sử dụng duy nhất chỉ cho phần nền móng Máy in KamerMaker docông ty Ultimaker chế tạo sẽ bơm nhựa nung chảy từng lớp một để tạo thànhnhững tấm vật liệu theo kết cấu đã được thiết kế trên máy tính, giống như quitrình của các máy in 3D thông thường Tuy nhiên, chiếc máy in khổng lồ nàybơm một lượng nhựa nhiều gấp 10 lần một máy in 3D tiêu chuẩn và có thể tạo ranhững bức vách rộng 2 mét, cao 3,5 mét và dày 2 mét.Việc sử dụng máy tính đểthiết kế và in ấn mọi chi tiết của ngôi nhà cho phép các kiến trúc sư tạo ra mộtngôi nhà đồng nhất về kết cấu và thỏa mãn về mặt thẩm mỹ Hơn nữa, với việcthiết kế từng bộ phận riêng rẽ trước khi lắp ráp thành vách nhà và nội thất, các

chuyên gia có thể kiểm tra độ an toàn của chúng Loại nhựa dùng để xây dựngngôi nhà là nhựa sinh học, với 80% nguyên liệu có nguồn gốc thiên nhiên Nó

là “một vật liệu đẹp, bền chắc và có thể tái chế cũng như có khả năng cạnh tranh với các vật liệu xây dựng hiện hành”.

Nếu “ngôi nhà in 3D đầu tiên trên thế giới” được xây dựng thành công,

hy vọng kỹ thuật làm nhà bằng công nghệ in 3D sẽ đánh dấu một kỷ nguyên mớitrong ngành xây dựng nhà ở Chi phí vận chuyển vật liệu và rác thải xây dựng sẽgiảm đáng kể nhờ công nghệ mới và ngôi nhà cũng có thể được tháo dỡ dễ dàngkhi cần xây mới, trong khi vật liệu cũ thì có thể tái chế hoàn toàn

1.5.4 Ứng dụng của máy in 3D trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học.

Một nhóm kiến trúc sư của viện Kiến trúc và vật liệu Catalonia(Barcelona) đang thử nghiệm một dự án sử dụng robot được trang bị máy in 3D,với khả năng hoạt động linh hoạt nhằm thay thế con người trong việc xây dựngnhững kiến trúc lớn Với việc sử dụng robot với cánh tay có khả năng in 3D hoạtđộng linh hoạt, các thể giúp thay thế mô hình của chiếc máy in 3D khổng lồ vàtốn kém trước đây, giúp mở ra một hướng đi mới trong việc áp dụng công nghệ

in 3D vào xây dựng

Các nhà khoa học Australia chế tạo hai động cơ máy bay đầu tiên trên thếgiới bằng công nghệ in 3D, mở đường cho sự ra đời của các thế hệ phi cơ mớivới chi phí rẻ và nhẹ hơn.Động cơ mới được chế tạo bằng cách sử dụng phiênbản mẫu của động cơ tuabin từ hãng sản xuất Safran, Pháp, chuyên cung cấp máymóc cho hãng máy bay Airbus và Boeing Nhóm chuyên gia tháo rời động cơ cũ,sau đó dùng máy quét các bộ phận cấu thành.Phương thức này cho phép các công

ty hàng không vũ trụ rút ngắn chu trình sản xuất, vì những động cơ có tốc độnhanh hơn 3-4 lần so với bình thường

Hình 1.23 Động cơ máy bay được sản xuất từ công nghệ in 3D.

1.5.5 Ứng dụng của máy in 3D trong thời trang.

In ấn 3D Shapeways cung cấp cho mô hình thời trang của Victoria Secret đôi cánh thiên thần in 3D đây có lẽ là một thành công vừa mới lạ vừa tạo

ra sự hấp dẫn cho người xem Những đôi cánh được thiết kế bởi kiến trúc sư –

nhà thiết kế - Bradley Rothenberg , ông đảm bảo nó sẽ chính xác phù hợp với

những gì đặt ra Đó là những bông tuyết tinh xảo làm đôi cánh do Shapeways

in bằng 3D và cuối cùng là được nạm “hàng triệu” của pha lê Swarovski Công nghệ in 3D Shapeways ‘ mang lại một yếu tố thiết kế chưa từng có để cánh của

Victoria Secret nổi tiếng , cho thấy cơ hội in 3D bao la không giới hạn trong việctạo ra cái đẹp

1.5.6 Ứng dụng của máy in 3D tạo mô hình côn trùng.

Hình 1.24 Mô hình côn trùng từ máy in 3D.

Một cơ quan khoa học của Úc là “Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation” (CSIRO) đã quyết định ứng dụng công nghệ

in 3D vào nghiên cứu côn trùng Tận dụng khả năng của loại máy in tiên tiến, cácchuyên gia sẽ tiến hành tái tạo hình dáng của nhiều loại côn trùng với tỷ lệ gấphàng chục thậm chí hàng trăm lần so với nguyên mẫu ban đầu

Các nhà khoa học cho biết nhờ vậy, họ sẽ có thêm các mẫu vật để nghiêncứu đặc tính, kết cấu chức năng của từng bộ phận trên cơ thể côn trùng Bên cạnh

đó, các sản phẩm từ máy in 3D này có kích thước chiều dài từ 10 đến 20cm sẽ làgiáo cụ trực quan hỗ trợ rất tốt cho công việc giảng dạy Mặt khác, các mô hình

do CSIRO tạo ra cũng sẽ được đưa tới một cuộc triển lãm mang tầm quốc gia

Anh Eleanor Gates-Stuart, một nhà khoa học đang làm việc tại CSIROcho biết chiếc máy in 3D họ đang sử dụng có thể in cùng lúc 12 mẫu côn trùngkhác nhau một lần với thời gian hoàn thiện là 12 tiếng CSIRO cũng dự kiến sẽgiới thiệu bộ sưu tập rất nhiều mẫu vật sinh động về thế giới côn trùng của mìnhtrong tương lai không xa

Trên khắp thế giới, người ta đã bắt đầu mày mò để ứng dụng công nghệ in3D vào các lĩnh vực khác, trong đó có y tế, với khả năng tạo ra các bộ phận giảcho con người In 3D có thể giúp các bác sĩ nhanh chóng tạo ra giải pháp chữabệnh mà không quá tốn kém hay mất thời gian Còn các nhà giáo dục và nghiêncứu cũng đang hưởng ứng tính năng tạo các mô hình trực quan hay biểu đồ phứctạp từ in 3D Công nghệ 3D còn xuất hiện trong các dự án của NASA, quay lạigốc của chính nó: giúp tạo ra công cụ ngoài không gian

Nhưng tiềm năng lớn nhất mà nhiều người mong đợi, đó là biến côngnghệ in 3D thành một tiện ích phổ biến trong các hộ gia đình như điện, nước vàmạng internet Nghe có vẻ rất viễn tưởng nhưng nếu công nghệ này đạt đượcthành công đó, nó sẽ phá vỡ văn hóa tiêu dùng Người ta sẽ có thể tự tạo ra sảnphẩm phục vụ cho đời sống thay vì phải ra cửa hàng để mua chúng Để có thể đạtđược kỳ vọng này, công nghệ 3D đã “phá băng” bằng hai mảng quan trọng: Dịch

vụ in 3D và kinh doanh máy in 3D

► Tóm tắt những nội dung chính trong chương 1:

• Những nội dung đã làm được:

- Nêu được những thành phần cơ bản cấu tạo nên máy in 3D

- Nêu được các vật liệu cơ bản sử dụng trong máy in 3D (về bản chất cấutạo của các sợi nhựa, ưu điểm, nhược điểm của từng loại sợi nhựa)

- Lựa chọn được loại vật liệu tốt nhất để sử dụng trong máy in 3DRapper

- Hiểu được nguyên lý hoạt động cơ bản của máy in 3D

- Đưa ra được các lĩnh vực nổi trội mà máy in 3D được áp dụng

• Những nội dung chưa làm được:

- Chưa nêu được cách chế tạo nên các sợi nhựa

- chưa đi sâu vào tìm hiểu hoạt động của từng bộ phận của máy in 3D

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LÝ PHA MÀU VÀ ÁP DỤNG TRONG PHỐI MÀU

NHỰA MÁY IN 3D MINI 2.1 Nguồn gốc của màu sắc.

Màu sắc đã được khám phá và sử dụng đã hơn 2000 năm Trong suốt quátrình lịch sử, những nền văn minh khác nhau đã có nhiều thử nghiệm và học hỏinhiều về màu sắc Cho đến ngày nay, chúng ta cũng vẩn phải học hỏi nghiên cứu

về những cách tác động của màu sắc đối với con người và tầm quan trọng củamàu sắc trong cuộc sống

• Thời điểm ban đầu của màu sắc

Người Ai Cập cổ đã được ghi nhận vể việc sử dụng màu sắc cho việc chữabệnh và chữa ốm đau Họ thờ phụng vị thần Mặt trời, và biết rằng nếu không cóánh sáng thì sẽ không có cuộc sống Họ quan sát thiên nhiên và sao chép và ứngdụng nó trong nhiều khía cạnh của cuộc sống Sàn của ngôi đền có màu xanh lánhư màu của cỏ xanh dọc theo con sông Nile Màu xanh lam cũng rất quan trọngvới người Ai cập vì nó là màu của bầu trời Họ xây dựng những ngôi đền choviệc chữa lành bệnh và sử dụng những viên đá, ngọc quý dưới ánh nắng của mặttrời Họ đã có những phòng khác nhau cho những màu sắc khác nhau…

Có nhiều bản viết trên loại giấy cói về phép chữa bệnh bằng việc sử dụngmàu sắc vào những ngày năm 1550 trước Công nguyên Kiến thức và sự hiểu biếtcủa người Ai cập vể việc sử dụng quyền lực của những tia màu sắc trong việcchữa trị thì gần như thất thoát cho đến khi người Hy lạp công nhận màu sắc như

là một ngành khoa học Hippocrates đã quên đi khía cạnh trừu tượng của màu sắc

mà tập trung vào khía cạnh khoa học Thật may mắn là kiến thức và triết lý củamàu sắc đã được truyền lại cho đời sau

Người Trung quốc cũng biết rành về sử dụng màu sắc chữa thương Cuốnsách Nội Kinh (Nei ching) đã lưu lại những cách chuẫn đoán chữa bệnh bằngmàu sắc

• Những nghiên cứu Màu sắc gần đây

Một trong những nghiên cứu và học thuyết về ánh sáng gần đây là củaAristotle Ông ta đã khám phá việc trộn lẫn hai màu sắc với nhau tạo ra màu thứ