Công nghệ in 3 chiều sẽ phá vỡ nền sản xuất tương lai như thế nào?

Trong mỗi động cơ, 19 chiếc vòi sẽ hút nhiên liệu đổ vào buồng đốt, nơi nhiên liệu được hòa trộn với không khí nén. Bởi nhiên liệu cần được phân phối một cách chính xác, nên cấu trúc bên trong vòi phải rất tinh vi: các buồng đốt và đường dẫn sẽ giúp rút ngắn quá trình phát nhiệt, kiểm soát các mức ô xy hóa ni tơ và ngăn ngừa sự tăng nhiệt độ. Trước kia, để làm ra một vòi như thế này cần hàn 20 chi tiết các loại vào nhau. Bây giờ, GE đang sử dụng kỹ thuật in 3 chiều để tạo ra các vòi hút như một chi tiết đơn mà không phải là phức hợp của các chi tiết khác như trước, bằng cách in thiêu kết laser trên một hợp kim giữa crôm và cô ban.

Chế tạo vòi hút nhiên liệu mới giờ nhanh hơn, nhưng bền hơn và nhẹ hơn. Đối với một máy bay 2 động cơ, nó giúp tiết kiệm được gần 40 bảng và giảm hẳn lượng kim loại thừa. Công ty hy vọng sẽ có 100.000 chi tiết động cơ được sản xuất theo quy trình này vào năm 2020.

Nhưng công nghệ in 3 chiều còn là công cụ hỗ trợ hữu ích trong hàng loạt lĩnh vực bằng những cách thức mới lạ. Tập đoàn công nghệ lign Technology đã sử dụng nó để phát triển thuật chỉnh răng, Nike sử dụng nó để sản xuất quần áo cho cầu thủ, Bespoke Innovations ứng dụng để sản xuất các bộ phận cơ thể giả và DUS Architects, một công ty Hà Lan, dự định sử dụng để in các chi tiết trang trí trong nhà.

Đúng như sự đa dạng mà các ví dụ trên cho thấy, in 3 chiều đang để lại một tác động có thể giải thích được lên nền kinh tế. Thông thường thì nó được xem là hữu ích nhất trong việc tạo ra các nguyên mẫu. Nhưng như GE và nhiều công ty khác đã cho thấy, các máy in 3 chiều ngày một tham gia nhiều vào quá trình sản xuất các chi tiết quan trọng và các sản phẩm cuối cùng. Năm 2012, 28,3% trong tổng doanh thu 2,2 tỷ USD của thị trường in 3 chiều toàn cầu là liên quan đến sản xuất chi tiết và sản phẩm cuối cùng, thay vì sản xuất các nguyên mẫu, theo Wohlers Report 2013 (báo cáo chuyên về thị trường in 3 chiều của Tập đoàn Wohlers). Sự thay đổi này có thể có mối liên hệ mật thiết với nền kinh tế và chính sách công.

Những nhà máy không ồn ào

Ngày nay, in 3 chiều vẫn là một công đoạn nhỏ của quá trình sản xuất. Với các sản phẩm tiêu dùng sản xuất hàng loạt, đúc áp lực là một phương thức tiêu biểu, nhanh và chi phí rẻ. Mặc dù vậy, ngày một nhiều doanh nghiệp sử dụng các máy in 3 chiều thay vì các thiết bị đã lỗi thời của họ để sản xuất các sản phẩm đặc biệt. Trong một vài thập kỷ tới, một công ty trong lĩnh vực hàng không và vũ trụ như GE có thể sẽ sản xuất máy bay trong những nhà máy yên lặng, với những hàng dài máy in 3 chiều đang rập nổi hàng loạt chi tiết hiện đại một cách “lành nghề” và rất tĩnh lặng, mà không tốn sức lao động của con người.

Đối với nhiều công ty, lợi ích của công nghệ này là rất rõ ràng. Lợi ích đầu tiên là hiệu suất. Bởi các máy in 3 chiều chế tạo ra một chi tiết bằng cách xếp lớp vật liệu nhựa hay một loại vật liệu khác với sự hỗ trợ của một file thiết kế, chúng (các máy in) sẽ loại trừ hẳn sự lãng phí của phương thức sản xuất truyền thống, theo đó tới 90% nguyên liệu thô có thể bị vứt bỏ. Chúng cũng có thể làm việc cả ngày lẫn đêm mà không cần giám sát. Chúng có thể in được các chi tiết cài vào nhau, rút ngắn hoặc thậm chí loại bỏ công đoạn lắp ráp.

Công nghệ cho phép các công ty rút ngắn các chuỗi cung ứng, phân phối hàng hóa tới bất cứ máy in nào và chế tạo các chi tiết thay thế một cách nhanh chóng. Và nó cũng có thể tạo ra những chi tiết với các họa tiết hình học phức tạp bên trong mà các loại máy thông thường không làm được.

Thứ hai, về tốc độ, in 3 chiều cũng rất hữu ích trong các lĩnh vực phong phú như sản xuất ô tô, cơ khí, hàng không vũ trụ và điện tử tiêu dùng. Các nhà thiết kế không cần phải ngồi chờ các chi tiết được đưa đến, cũng không cần phải có kỹ năng đặc biệt để ghép nối, họ có thể điều chỉnh các chi tiết và tạo ra một phiên bản mới rất nhanh. Kết quả là, họ có thể thử các ý tưởng mới với mức chi phí tương đối rẻ.

Mọi việc trở nên đơn giản hơn

Những khả năng này, cùng với một công nghệ tạo ra các họa tiết mà không một phương pháp nào khác làm được, là tiềm ẩn rất nhiều tiềm năng trong tương lai. Nhìn từ góc độ kỹ thuật, sự phức tạp đã được giải quyết: chi phí, thời gian và kỹ năng cần thiết cho công nghệ in 3 chiều là một tổng thể phức tạp nhưng được thực hiện tương tự như một sản phẩm đơn giản từ cùng một lượng vật liệu như vậy.

Kết quả là, các nhà phát minh sẽ được tự do mơ về các sản phẩm với sự phối hợp giữa các loại vật liệu và hình dáng chưa từng được thử trước đó, cũng như không bị đè nặng bởi những lô gích thiết kế theo cách thông thường. Họ tạo ra những tiến bộ khi tích hợp các chi tiết điện tử vào các sản phẩm in 3 chiều; một cách toàn diện hơn, là những ứng dụng trong các cảm biến nhúng, công nghệ thông minh và trí thông minh nhân tạo.

Cuối cùng, khi mà máy in cá nhân trở nên ngày một tốt hơn và rẻ hơn, chúng sẽ giảm được chi phí và rủi ro cho các nhà phát minh riêng lẻ để trở thành những nhà sản xuất. Chi phí đặc chế gần như bị loại bỏ, bởi các máy in không yêu cầu phải rập lại hình để tạo ra các họa tiết mới, và các doanh nghiệp không cần bán các mẻ hàng lớn đồng nhất với nhau; họ có thể in mẫu lấy và đặt hàng theo mẫu. Với một doanh nghiệp nhỏ, một máy in 3 chiều có thể loại bỏ hiện tượng sản xuất dư thừa , không cần dùng đến nhà kho, và giảm chi phí phân phối.

Những người đam mê công nghệ này thích tưởng tượng ra một tương lai, trong đó một chiếc máy in 3 chiều trong mọi gia đình có thể tạo ra mọi thứ mà họ muốn, theo yêu cầu. Một kịch bản khác có nhiều khả năng xảy ra hơn là mọi người thông qua một cửa hàng in ấn để có được các thiết kế mà cửa hàng tự thiết kế lấy hoặc mua lại từ các công ty chuyên nghiệp. Tại châu Âu, tập đoàn Staples đang hợp tác với Mcor Technologies với cùng một chiến lược: khách hàng upload các file thiết kế lên website, và sau đó lấy các sản phẩm được sản xuất theo thiết kế của mình tại các cửa hàng Staples địa phương.

Tất cả những cái đó là để nói lên một điều, không nên đánh giá thấp khả năng công nghệ này có thể phá vỡ nền sản xuất. Bởi in 3 chiều vẫn đang trong thời kỳ sơ khởi, chính phủ nên thận trọng với các chính sách, quy định mới được thảo ra để hạn chế xu hướng này. Nhưng có một số cách để chính phủ có thể giảm bớt áp lực cho quá trình chuyển tiếp này.

Đầu tiên là phải đảm bảo nước Mỹ - nơi tập trung gần 40% số máy in 3 chiều của thế giới – vẫn giữ vị trí số 1 trong lĩnh vực này. Năm ngoái, Nhà trắng đã có một bước đi quan trọng, khi họ thành lập Viện Đổi mới Sản xuất phụ trợ Quốc gia, một mô hình hợp tác công tư, để thúc đẩy cho công nghệ in 3 chiều.

Mục tiêu là để hỗ trợ đào tạo nhân lực sử dụng công nghệ này, xây dựng các chương trình giảng dạy tại các trường kỹ thuật, cung cấp địa điểm và thiết bị cho các doanh nghiệp và hỗ trợ về nghiên cứu cho các nhà cung cấp nội địa để họ sản xuất ra các máy móc tiên tiến mà ngành có nhu cầu. Đây là một cách thức thông minh và không tốn kém để hỗ trợ cho một công nghệ rất hứa hẹn nhưng chưa được phát triển xứng tầm.

Nền sản xuất của tương lai

Tiếp theo, các nhà quản lý tại Viện Tiêu chuẩn Công nghệ Quốc gia và một số nơi khác nên bắt đầu suy nghĩ để cải tiến quá trình chứng nhận tốt hơn. Trong một số lĩnh vực đặc biệt, vài thay đổi nhỏ đối với một sản phẩm có thể đòi hỏi phải cấp chứng nhận lại hoàn toàn. Bởi sản xuất hàng loạt sau khi có điều chỉnh ngày một trở nên bình thường, thì cách tiếp cận linh hoạt là nên tập trung vào các quá trình thay vì vào sản phẩm – nghĩa là, chứng nhận cho bất kỳ sản phẩm nào được tạo ra từ các thiết bị được cấp chứng nhận theo những quy định sản xuất. minh bạch.

Cuối cùng, chúng ta cần chuẩn bị nhân lực cho một kỷ nguyên mà trong đó ngày một nhiều tác vụ được tự động hóa. Như đã nói trước đó, điều này sẽ tạo thuận lợi cho công nhân phát triển kỹ năng mới, giúp công ty mở những chi nhánh mới bằng cách đầu tư vào giáo dục, thúc đẩy sự linh hoạt của thị trường lao động và khuyến khích đổi mới.

Vẫn còn khá nhiều hoài ngi về việc công nghệ in 3 chiều sẽ tạo ra nhiều việc làm như các công nghệ biến đổi khác trong quá khứ làm được. Nhưng cũng không có một sự đảm bảo nào chắc chắn, và quá trình chuyển đổi có thể sẽ không có lợi cho công nhân. Trong bất cứ trường hợp nào, việc làm mà nó tạo ra gần như chắc chắn rất khác với những gì mà chúng ta biết hôm nay.

Sự đổ vỡ đó có thể rất nguy hiểm và gây hoảng sợ. Nhưng nó cũng có thể tạo ra những lĩnh vực mới khác thường hay những thói quen mới. Quan trọng hơn, điều này có thể là một xu thế tất yếu, không thể tránh khỏi – vì vậy hãy đi trước nó nếu có thể.

Nguồn Dân Việt