• Phát triển mô hình chế tạo mới:
oQuy trình in 3D được sử dụng để chế tạo các mô hình, các mẫu hay các bộ phận gia công dựa trên vật liệu chất dẻo, kim loại, gốm sứ và thủy tinh.
oKhác biệt giữa ba ứng dụng chính này là: sự tạo nguyên mẫu nhanh được sử dụng trong NC&PT phục vụ sản xuất mô hình và nguyên mẫu; gia công nhanh được áp dụng ở các giai đoạn sau trong phát triển sản phẩm; và chế tạo nhanh để sản xuất các bộ phận sử dụng cuối dùng các kỹ thuật chế tạo đắp lớp trực tiếp.
37
2.4.2. Ứng dụng công nghệ in 3D
• Có triển vọng tăng công suất của quy trình sản xuất:
oAM được sử dụng chủ yếu để tạo các mô hình nguyên mẫu trực quan, có thể rút ngắn được giai đoạn thiết kế sản phẩm.
oCác nguyên mẫu được chế tạo bằng in 3D phục vụ cho việc tra lắp và lắp ráp đang được phổ biến rộng rãi và chúng sẽ sớm có giá thành rẻ hơn và được sản xuất nhanh hơn trong thập kỷ tới.
oCông nghệ AM có khả năng sinh lợi ở những nơi cần số lượng nhỏ các sản phẩm phức tạp và được sản xuất theo yêu cầu khách hang, cho phép linh hoạt trong thiết kế và có thể cá nhân hóa các mẫu và thành phần phức tạp
2.4.2. Ứng dụng công nghệ in 3D
• Đổi mới trong chăm sóc sức khỏe, y học và công nghệ sinh học:
oCác ứng dụng nha khoa được sử dụng nhiều từ công nghệ in 3D: Các bộ phận răng giả, cấy ghép hông và tay giả (in sinh học hoặc kỹ thuật sinh học) cũng như các nguyên mẫu của bộ xương ngoài đã được đưa vào sử dụng.
oMáy in ADN và in các bộ phận và các cơ quan cơ thể từ chính các tế bào của bệnh nhân hiện đang trong quá trình phát triển.
oCác hệ thống sinh học không chỉ được in sinh học tương đồng với con người về mặt di truyền, mà chúng còn có thể phản ứng với sức ép bên ngoài như thể chúng là các bộ phận sống.
oTrong tương lai, những người có yêu cầu ăn kiêng, cụ thể có thể in thực phẩm chức năng hoặc bổ sung dinh dưỡng của mình. Thịt được sản xuất bằng in 3D từ các tế bào sống cũng có thể là một lĩnh vực ứng dụng trong tương lai.
39
2.4.2. Ứng dụng công nghệ in 3D
• Mang lại lợi ích trong gia công kim loại:
oGia công kim loại dựa trên quy trình in 3D, như nóng chảy có chọn lọc bằng laser và nấu chảy chùm tia điện tử rất phổ biến trong ngành công nghiệp ôtô, quốc phòng và hàng không.
oNhiều linh kiện đã được sản xuất cho các ứng dụng vũ trụ với số lượng và độ phức tạp sẽ tiếp tục gia tăng.
oTrong công nghệ năng lượng, AM đang ngày càng được sử dụng cho dịch vụ và bảo trì các bộ phận thay thế có độ phức tạp cao.
2.4.2. Ứng dụng công nghệ in 3D
• Số hóa tang nhanh và mối quan tâm về môi trường sẽ ảnh hưởng đến nhu cầu về công nghệ AM:
oViệc số hóa công nghệ in 3D sẽ cho phép tích hợp hiệu quả hơn các quá trình thiết kế, chế tạo và phân phối sản phẩm. Do in 3D sẽ thúc đẩy chuyển tải kỹ thuật số, lưu trữ, sáng tạo và sao chép sản phẩm nên có tiềm năng làm thay đổi các mẫu hình làm việc và dẫn đến một cuộc cách mạng trong sản xuất.
oIn 3D cũng có thể bù đắp cho những tác động môi trường do các quy trình sản xuất và các chuỗi cung ứng làm giảm sản xuất chất thải.
41
2.4.2. Ứng dụng công nghệ in 3D
• Việc áp dụng in 3D rộng rãi còn phải đối mặt với nhiều trở ngại và rủi ro:
oPhạm vi các vật liệu sử dụng trong in 3D hiện vẫn còn hạn chế và việc sử dụng chúng phụ thuộc vào các phương pháp và thiết bị in. Chất lượng và chi tiết bề mặt thường chưa đủ cho sử dụng cuối cùng và yêu cầu bước xử lý sau tốn kém. Các thiết bị in thông thường hoạt động chậm, rất khó giám sát chất lượng trong quá trình in, ngay cả khi đầu in ban đầu với các cảm biến tích hợp đã được phát triển.
oKhi kỹ thuật in 3D trở nên dễ tiếp cận hơn, các vấn đề luật pháp và quản lý xung quanh bảo vệ dữ liệu, trách nhiệm sản phẩm và sở hữu trí tuệ sẽ phải đi trước.
oGiá thành của các thiết bị in 3D thường cao.