IN 3D: NGUYÊN LÝ – SẢN PHẨM

Sử dụng một máy in 3 chiều (3D Printer) giống như in một bức thư; bấm nút in trên màn hình máy tính và một file số được gửi đến một máy in phun, phun một lớp mực lên bề mặt một tờ giấy để tạo ra một hình ảnh hai chiều. Trong việc in 3D, phần mềm lấy một chuỗi các lát mỏng số qua một thiết kế bằng máy tính và gửi những mô tả của các lát mỏng đó đến 3D printer, máy lần lượt bồi thêm các lớp mỏng cho đến khi một vật đặc hiện ra. So với máy in thông thường, khác biệt lớn nhất của máy in 3D nằm ở “mực in”, hay còn gọi là vật liệu in.

Các lớp có thể hình thành theo những cách khác nhau. Một số 3D printer dùng quá trình phun mực. Objet – một công ty 3D-printer Israel, dùng đầu phun mực để phun một lớp nhựa lỏng siêu mỏng lên một mâm xây (build tray). Lớp này được được xử lý bằng cách phơi ra ánh sáng cực tím. Sau đó mâm xây được hạ xuống và lớp tiếp theo được bồi thêm. Stratasys – một công ty có trụ sở ở Minneapolis, sử dụng một cách khác là làm mẫu qua lắng đọng nóng chảy (fused deposition modeling). Nhựa được nấu chảy trng một đầu đùn, sau đó được ép ra ngoài và xây thành các lớp.

Các hệ thống khác dùng bột như vật liệu in. Bột có thể được trải thành một lớp mỏng trên mâm xây và được làm đặc bằng một tia kết dính lỏng. Nó cũng có thể được nung chảy thành hình mẫu mong muốn bằng tia laser trong một quá trình được gọi là nung kết laser (sintering) – một công nghệ mà EOS, một hãng của Đức, sử dụng trong các máy chế tác bồi thêm (additive-manufacturing machine) của họ. Arcam – một công ty Thụy Sỹ, đã nấu chảy bột trong các máy in của nó bằng một tia điện tử hoạt động trong chân không. Và đấy mới chỉ là một phần nhỏ trong các biến thể.

Đối với các cấu trúc chứa các phần rỗng và các phần nhô ra, gel và các vật liệu khác được thêm vào để làm giá đỡ, hay khoảng trống có thể để lấp đầy bằng bột không bị nung chảy. Vật liệu giá đỡ này sau đó sẽ được rửa sạch hoặc thổi đi. Các vật liệu in hiện nay trải từ nhiều loại nhựa cho đến các kim loại, gốm và các chất liệu giống cao su. Một số máy có thể kết hợp các vật liệu, làm ra một vật thể rắn ở một đầu và mềm ở đầu kia.

Các nhà nghiên cứu đang dùng các 3D printer để tạo ra các mô sống đơn giản như da, cơ thịt và các đoạn mạch máu ngắn bởi in 3D có khả năng tạo ra các chất rắn hình dạng 3 chiều rất nhanh chóng. Nó áp dụng với loại vật chất có hình dạng các lớp rõ ràng và các lớp ấy liên kết hóa học nhờ bức xạ tia cực tím. Có khả năng rằng các phần thân thể lớn hơn như thận, gan và thậm chí tim, có thể được in ra một ngày nào đó – và nếu các máy in sinh học (bio-printer) có thể dùng tế bào gốc của chính bệnh nhân, thì cơ thể bệnh nhân ít có khả năng loại bỏ cơ quan sau khi được cấy ghép.

Van tim in 3D 

Thực phẩm cũng có thể được in. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell đã thành công trong in ra các bánh nướng nhỏ. “Ứng dụng sát thủ” (“killer app”) với thức ăn, hầu như tất cả mọi người đều đồng ý, sẽ là việc in chocolate.

Máy in 3D ra thức ăn nghe có vẻ giống như trong một bộ phim khoa học viễn tưởng, nhưng nó thực sự đã gần trở thành hiện thực khi Cơ quan Vũ trụ và Hàng không Mỹ (NASA) vừa công bố sẽ tài trợ cho dự án chế tạo ra chiếc máy in thức ăn 3D đầu tiên trên thế giới.

Kỹ sư Anjan Contractor cho biết với chiếc máy này, bạn còn có thể ‘lập trình’ để có một món ăn phù hợp nhất với chế độ dinh dưỡng của mình. Ông nói: “Chúng tôi cuối cùng đã thay đổi nhận thức về những gì chúng ta coi là thực phẩm”.

Máy in của ChocEdge và sản phẩm sô cô la

Một số người cho rằng thiết kế này cũng sẽ đem lại lợi ích cho cư dân trái đất, vì nó có thể trở thành một thiết bị nhà bếp rất tuyệt với. Các gia đình có thể in các bữa ăn một cách nhanh chóng và không cần mất nhiều thời gian nấu nướng nữa.