Sinh viên chế tạo máy in 3D

Quang Liêm, Ngọc Quyền bên máy in 3D Delta

Nhận được sự hỗ trợ từ giáo viên hướng dẫn là thạc sĩ Phạm Bá Khiển cùng sự giúp đỡ của nhóm bạn thân, hai chàng sinh viên năm cuối Hoàng Quang Liêm và Trương Ngọc Quyền (lớp 12HTC02, khoa cơ - điện - điện tử) đã hoàn thành chiếc máy in 3D trong vòng sáu tháng.

Từ cồng kềnh thành gọn nhẹ

Ban đầu máy in 3D trông rất cồng kềnh. “Nhìn ít thẩm mỹ lắm”, Quyền cười.

Nhóm nghiên cứu đi nghiên cứu lại, nhiều lần tính toán và cho ra đời máy in 3D “thế hệ F2, F3”.

Máy có kích thước gọn, nhẹ bởi ba trục đã được thiết kế tiêu giảm chỉ còn là những đường trục ảo.

Chiếc máy in này có khả năng tạo ra những chi tiết với độ lồi lõm, dày mỏng khác nhau mà các máy in thông thường khác không làm được.

Máy sử dụng vi điều khiển ATmega2560 linh hoạt có khả năng nhận dữ liệu từ hầu hết phần mềm thiết kế CAD thông dụng như: Solidworks, CATIA, Inventer, AutoCAD…

Thông qua một phần mềm mã nguồn mở dùng để cắt lớp và xuất mã code, vi điều khiển trên sẽ điều khiển đầu phun bằng kim loại, in ra hình dạng của chi tiết theo từng lớp mỏng, chồng chất lên nhau.

Máy in điều khiển nhờ chương trình số dựa trên G-code bằng phương pháp FDM (công nghệ nung nóng vật liệu đến trạng thái bán lỏng rồi đùn ra các sợi nhỏ đắp thành từng lớp tương ứng với mô hình 3D).

Máy có khả năng tạo mẫu nhanh với độ chính xác từ 0,05-0,2mm, gia công được các chi tiết có kích thước trong khoảng 200x100x150mm.

Vật liệu hiện tại mà máy in 3D Delta của các sinh viên này làm có thể sử dụng là nhựa PLA hoặc ABS.

Ngọc Quyền bộc bạch: “Để có thể chế tạo máy in, toàn bộ tài liệu nhóm có được đều từ nước ngoài. Quá trình thực hiện, thành viên của nhóm đã chạy khắp nơi để tìm những linh kiện phù hợp. Riêng phần động cơ phải nhập từ nước ngoài về với giá rất cao vì hiện tại ở Việt Nam chưa có nơi nào sản xuất. Chỉ mới là mô hình nhưng đã “ngốn” trên dưới 20 triệu đồng”.

Máy in 3D Delta có kích thước gọn nhẹ và thẩm mỹ, lượt giản ba trục X, Y, Z

Đón đầu xu thế

Sau ba phiên bản được hoàn thành, nhóm dự định hoàn thiện và phát triển thành từng dòng sản phẩm riêng biệt đáp ứng những yêu cầu khác nhau trong các lĩnh vực: công nghệ thực phẩm, vật liệu xây dựng, cơ khí - chế tạo máy…

Liêm và Quyền cũng đang nghiên cứu, chế tạo máy in 3D ứng dụng vào việc làm ra những mẫu thực phẩm bằng chocolate với hình thù độc đáo từ đầu phun chuyên dùng.

“Chiếc máy này có thể hỗ trợ đắc lực cho học tập và ngành sản xuất, chế tạo mẫu”- Quang Liêm cho biết.

Nhưng hai chàng sinh viên này vẫn biết đó là cả một chặng đường dài.

In 3D (ba chiều) là kỹ thuật in phức tạp đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng nhằm tạo ra những mô hình sản phẩm. Điều này giúp nhà sản xuất có thể kiểm tra tính thẩm mỹ đồng thời rà soát lỗi thiết kế.

Tại Việt Nam, công nghệ in 3D còn khá mới mẻ đối với nhiều doanh nghiệp, trường học.

Đầu phun bằng kim loại có kích thước 0,3mm được nung nóng bằng điện trở nhiệt từ 180 – 220 độ C

Thạc sĩ Phạm Bá Khiển hướng dẫn hai sinh viên hoàn thiện sản phẩm máy in 3D Delta

Hiện nay, các doanh nghiệp nhập khẩu thiết bị này phục vụ thị trường trong nước với giá thành rất cao. Chi phí đầu tư cho một máy in 3D công nghệ SLS là 25.000-100.000 USD.

Theo kế hoạch nghiên cứu phát triển sản phẩm của nhóm, giá máy in 3D này khi được chế tạo với số lượng lớn ở Việt Nam sẽ dưới 500 USD/máy.

Theo tiến sĩ Lê Hùng Tiến (giám đốc Trung tâm đào tạo đồ họa cấp cao Redsun Autodesk), công nghệ in 3D được đánh giá là công nghệ của năm 2014. "Máy in 3D Delta là một nỗ lực rất đáng khen của các bạn sinh viên, hoàn toàn có thể ứng dụng được chứ không phải là ý tưởng. Khả năng ứng dụng về công năng của máy từ 70-80% so với máy nước ngoài" - TS Tiến khẳng định.

TS Tiến nhận xét: "Công năng máy thiết thực nhưng hình thức chưa đẹp lắm. Nếu có thời gian và cải tiến thêm thì có thể nâng cao được nữa. Cần thử nghiệm các cơ cấu mới và độ bền nhiều hơn để ứng dụng vào các lĩnh vực khác... như vậy sẽ có thể đưa ra thị trường".

TS Tiến cho biết: “Ở Việt Nam, nhu cầu máy in 3D là rất lớn từ việc tạo mẫu nhanh cho nữ trang, cơ khí, kiến trúc, mỹ thuật, game... đến việc phát triển mô hình công nghiệp cho y - sinh học, thực phẩm. Nếu làm chủ được kỹ thuật này sẽ rất thuận tiện cho việc chế tạo máy giá rẻ sau này”.

Thạc sĩ Phạm Bá Khiển, giảng viên khoa cơ - điện - điện tử ĐH HUTECH, người hướng dẫn đề tài này, cho biết: “Nếu có sự đầu tư đúng mức phát triển dài hơi, máy in 3D sẽ trở thành thiết bị không thể thiếu cho các cơ sở sản xuất, chế tạo khuôn mẫu và là một dụng cụ học tập trực quan cho trường học, với giá thành thấp hơn nhiều so với các loại máy ngoại nhập. Khó khăn lớn nhất bây giờ là vấn đề xây dựng thương hiệu cho dòng sản phẩm này và phổ biến rộng rãi hơn đến mọi người, đặc biệt là các bạn trẻ và giới doanh nghiệp”.