Cách mạng in 3D

Một trong 3 thách thức của Việt Nam trên con đường hướng tới thịnh vượng dưới góc nhìn của World Bank trong báo cáo “Việt Nam 2035” có điểm tên khả năng cạnh tranh đến từ công nghệ in 3D. Theo đó, quốc gia nào làm chủ được công nghệ này trong tương lai sẽ tạo ra lợi thế bứt phá trong công nghệ, kỹ thuật - những lĩnh vực sẽ đóng góp hơn 20% GDP của các quốc gia phát triển giai đoạn đến năm 2035. Tại sao công nghệ in 3D lại đóng vai trò quan trọng đối với nhiều quốc gia trong tương lai?

Công nghệ in 3D đã được các nhà khoa học giới thiệu 15 năm trước. Trong thập niên qua, công nghệ này đã có bước tiến xa và được đánh giá là “cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4” của thế giới. Giữa năm ngoái, nhà sản xuất xe hơi Mỹ Local Motors đã gây xôn xao khi tuyên bố sẽ tạo ra bước đột phá, thay đổi hoàn toàn cục diện ngành công nghiệp sản xuất xe hơi thế giới bằng việc ra mắt mẫu xe công nghệ in 3D đầu tiên. Công nghệ này được hiểu đơn giản là thay vì các bộ phận xe hơi được sản xuất riêng biệt, được tập hợp và lắp ráp thì nay cả chiếc xe sẽ được “in ra” bằng một máy in khổng lồ.

Sở dĩ công nghệ in 3D được đánh giá là cuộc cách mạng vì có thể thay đổi cơ bản công cụ sản xuất của con người, giảm chi phí và thời gian sản xuất. Quan trọng hơn, công nghệ in này sẽ vượt qua mọi giới hạn sản xuất khi có thể biến mọi ý tưởng của con người thành hiện thực. Khi công nghệ in 3D bắt đầu phổ biến hơn trong giai đoạn từ những năm 2000 tới nay, người ta đã có thể tạo ra những vật dụng đa dạng từ đồ chơi, vật dụng hay ứng dụng phức tạp hơn như “in” chi tiết máy bay, các bộ phận cơ thể người trong y khoa...

Hai tháng trước, một đỉnh cao của công nghệ in 3D đã được chứng thực qua việc hãng Raytheon (Mỹ) tuyên bố “in” các thiết bị, vũ khí quân sự, đặc biệt là công nghiệp chế tạo tên lửa, lĩnh vực sản xuất được yêu cầu về độ chính xác cao. Theo đó, các thành phần phức tạp như động cơ, cánh lái, vỏ bọc và hệ thống điều khiển tên lửa cho đến một số nguyên mẫu đạn tên lửa hoàn chỉnh cỡ nhỏ đều được chế tạo bằng công nghệ in tiên tiến này. Hay mới đây, chiếc máy bay không người lái đầu tiên được sản xuất bằng công nghệ in 3D của hãng Airbus được trưng bày tại cuộc triển lãm hàng không quốc tế Berlin (Đức)...

Công nghệ in 3D giúp bệnh nhân “vá” lại phần khuôn mặt và hộp sọ bị vỡ. Ảnh: cbc.ca

Ngược dòng thời gian, ông Charles Hull, sinh năm 1939, được xem là cha đẻ của công nghệ in 3D. Ông đã giới thiệu công nghệ này lần đầu tiên vào năm 1986, dựa trên kỹ thuật gọi là Stereolithography (SLA). Khác với công nghệ in tạo hiệu ứng 3D truyền thống, công nghệ in 3D vật thể được hiểu đơn giản là việc in nhiều lớp “hình” xếp chồng lên nhau, như kiểu chụp cắt lớp trong y học.

Ứng dụng không giới hạn của công nghệ in 3D sẽ tạo ra lợi thế cạnh tranh rất lớn cho quốc gia nào làm chủ được công nghệ này. Theo đánh giá của đại diện hãng máy in HP Việt Nam, công nghệ in 3D không chỉ giúp giảm giá thành sản phẩm so với phương thức sản xuất truyền thống, mà còn thay đổi đồng loạt thiết kế của sản phẩm một cách dễ dàng và đem lại hiệu quả vượt trội. Vì những ưu thế này, chính quyền Dubai dự kiến cho tới năm 2030, 25% tòa nhà ở Dubai sẽ được xây dựng bằng công nghệ in 3D.

Kể từ khi chiếc máy in 3D đầu tiên xuất hiện, thị trường in 3D được dự báo sẽ bùng nổ khi tạo nên một cuộc cách mạng kỹ thuật mới trong lĩnh vực sản xuất. Theo McKinsey, hiện tại, thị trường in 3D đang có giá trị 5,2 tỉ USD, dự báo sẽ tăng lên 16,2 tỉ USD trong năm 2018 và mang lại 550 tỉ USD cho nền kinh tế toàn cầu vào năm 2025. Nhiều chuyên gia nhận định, in 3D sẽ không bao giờ thay thế sản xuất hàng loạt, mà chỉ thay đổi quy trình sản xuất. Nhưng ngày càng nhiều bằng chứng cho thấy nhận định này sai lầm. Có lẽ bằng chứng chắc chắn nhất đến từ Trung Quốc. Nhà sản xuất công nghệ LITE-ON đã cài đặt hàng loạt hệ thống máy in 3D trong một nhà máy Quảng Châu để sản xuất quy mô lớn điện thoại di động thông minh và thiết bị điện tử tiêu dùng khác. LITE-ON trước mắt sử dụng máy in 3D để in mạch điện tử và lắp ráp thành phẩm bằng robot tự động.

Tại Việt Nam, thị trường in 3D cũng đã được ứng dụng phổ biến hơn trong rất nhiều lĩnh vực từ kiến trúc, xây dựng, thời trang, mỹ thuật, y học, thẩm mỹ, giáo dục đến các ngành công nghiệp sản xuất… Mới đây, một ứng dụng cụ thể và nổi bật của công nghệ in 3D tại Việt Nam được sử dụng trong ca phẫu thuật “vá” đầu tại bệnh viện Chợ Rẫy. Bệnh nhân là một thanh niên 17 tuổi, bị chấn thương sọ não với lỗ thủng trên hộp sọ rộng gần 140 mm. Các bác sĩ đã “in” mảnh sọ nhân tạo bằng methyl methacrylate và vá vào chỗ sọ bị vỡ, giúp bệnh nhân bình phục sau vài tháng.

Tại TP.HCM, người dùng có thể ghé cửa hàng Phong Vũ để ngắm chiếc máy in 3D đơn giản in những món đồ chơi bằng nhựa hay mô hình xinh xắn. Được biết, dòng máy in 3D của HP Multi Jet Fusion đã được thông báo giá trên thế giới khoảng 150.000 USD cho trọn bộ giải pháp với các tùy chọn khác nhau. Ngoài ra, Flashforge Brian đại diện độc quyền tại Việt Nam dòng máy in 3D sử dụng trong thiết kế nội thất. Trong khi đó, dòng máy in 3D dùng trong thiết kế trang sức có giá khoảng trên 100 triệu đồng cũng đang được các hãng chế tạo nước ngoài chào bán tích cực tại thị trường Việt Nam. Cũng là thông tin đáng chú ý khi Autodesk cung cấp phần mềm mã nguồn mở Spark dành cho in 3D, hình thành giải pháp kỹ thuật hoàn chỉnh, giúp các doanh nghiệp tạo nên những bước đột phá trong sản xuất và thiết kế.

Theo ông Nguyễn Dũng Duy, Giám đốc Sản phẩm máy in DesignJet HP Việt Nam, tiềm năng ứng dụng của công nghệ in 3D trong tương lai rất lớn bởi việc chế tạo sản xuất số lượng với các chất liệu khác nhau sẽ đơn giản hơn rất nhiều. Đây sẽ là công nghệ có khả năng thay đổi, hỗ trợ ngành công nghiệp sản xuất của Việt Nam.

Với chi phí ngày càng rẻ, máy in 3D được sử dụng rộng rãi hơn và trong tương lai không xa, công nghệ in hiện đại này sẽ phổ biến như máy in văn phòng. Lúc đó, bạn đã có trong tay “một nhà máy” sản xuất đồ gia dụng hay một “xưởng thiết kế” hoàn hảo cho mọi ý tưởng và nhu cầu của mình. Cuộc cách mạng sản xuất này đã gõ cửa nhà bạn chưa?

Minh Nguyệt