Tiến bộ trong lĩnh vực in 3D: Công nghệ in mới có giá phải chăng và thân thiện hơn với môi trường

Tiến sĩ Yong Huang, Giáo sư khoa kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại Đại học Florida, cho biết quy trình in do ông và các đồng nghiệp nghiên cứu sẽ giúp các nhà sản xuất tạo ra các vật thể theo yêu cầu một cách tiết kiệm và bền vững.

Ông khẳng định: “Phương pháp này tiết kiệm và đơn giản hơn nhiều so với các công nghệ tương tự hiện có. Đây là một quy trình có giá phải chăng cho việc in các vật liệu phức tạp, bao gồm cả kim loại”.

Quy trình in 3D tân tiến này sử dụng chất lỏng đặc biệt thân thiện với môi trường để tạo ra "mực" cho máy in 3D. Những chất lỏng gốc polyme hòa tan này có thể chứa các phần tử kim loại hoặc gốm. Khi đưa vào in, một loại hơi không dung môi sẽ bay ra khu vực in. Hơi này làm cho phần chất lỏng của mực đông đặc lại, để lại vật liệu rắn. Toàn bộ quá trình được gọi là tách pha bằng hơi.

Theo tiến sĩ Yong, phương pháp này cho phép nhà sản xuất in 3D các bộ phận đa vật liệu có cấu trúc ở nhiều mức độ xốp và có thể điều chỉnh theo không gian tại các vị trí khác nhau.

Độ xốp thể hiện qua các lỗ trống hoặc khoảng rỗng nhỏ trong một vật. Đặc tính này được quyết định bằng cách điều chỉnh các điều kiện in hoặc lượng nguyên liệu tiêu tốn sử dụng trong quá trình VIPS-3DP. Điều này có thể hữu ích cho việc sản xuất trong các lĩnh vực như cấy ghép y tế hoặc các sản phẩm hàng không vũ trụ nhẹ.

Tiến sĩ Marc Sole-Gras, tác giả của nghiên cứu nhận định: “Đây là một phương pháp đầy hứa hẹn trong việc tạo ra các sản phẩm kim loại đòi hỏi mức độ xốp khác nhau. Một ví dụ tiêu biểu cho điều này là kỹ thuật mô xương. Chúng tôi có thể in ra một bộ phận cấy ghép có độ xốp thích hợp để đảm bảo nó sẽ hợp nhất với các tế bào xung quanh”.

Ngoài việc yêu cầu ít chi phí vào cơ sở hạ tầng hơn, quy trình VIPS-3DP cũng là một lựa chọn xanh hơn so với các phương pháp in truyền thống nhờ vào đặc điểm sử dụng nguyên liệu bền vững và tiết kiệm năng lượng.

Công nghệ này đã được cấp hai bằng sáng chế và được tài trợ bởi các cơ quan liên bang, bao gồm Quỹ Khoa học Quốc gia và Bộ Năng lượng Mỹ.