Giải chi tiết chuyên đề công nghệ cơ khí 11 cánh diều mới bài 11 Xu hướng và triển vọng phát triển công nghệ in 3D

Các xu hướng phát triển của công nghệ in 3D: 

• Cải tiến thiết kế: Vòi phun nhiên liệu trong động cơ máy bay được chế tạo với thiết kế cải tiến khi tích hợp 20 bộ phận khác nhau thành một bộ phận duy nhất bằng công nghệ in 3D đã giúp giảm được 25% khôi lượng sản phẩm cũng như tiết kiệm được 15% nhiên liệu so với động cơ sử dụng vòi phun nhiên liệu ban đầu.

• Tạo chuỗi chế tạo khép kín: Các nhà sản xuất máy gia công cơ khí đã tích hợp bộ phận tạo phôi với công nghệ in 3D vào máy phay CNC.

• Chế tạo hợp kim mới: Chi tiết chịu nhiệt trong tên lửa được chế tạo bởi hợp kim mới có khả năng chịu nhiệt được nhiệt độ cao bằng công nghệ in 3D.

• Chế tạo cấu trúc đơn giản: Các hãng sản xuất giày đã sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo đế giày có khả năng tạo độ êm, giảm rung động và tăng độ linh hoạt cho người sử dụng.

Câu hỏi 2: Công nghệ in 3D cho phép cải tiến thiết kế như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

• Công nghệ in 3D cho phép thiết kế lại để tích hợp nhiều chi tiết về một chi tiết duy nhất giúp cho quá trình gia công tiết kiệm được thời gian, vật liệu,... cũng như nâng cao độ chính xác, độ cứng vững và độ kín của sản phẩm.

II. TRIỂN VỌNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ IN 3D

Câu hỏi: Cho biết triển vọng của công nghệ in 3D. Lấy ví dụ minh họa.

Hướng dẫn trả lời:

Triển vọng của công nghệ in 3D:

• Phát triển chế tạo sản phẩm kích thước rất nhỏ: Sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo mô hình xe đua có kích thước vài chục micromet.

• Phát triển công nghệ in 3D lên 4D: Công nghệ in 4D có thể in ra được bông hoa bằng cách in bông hoa với hình dáng trải phẳng, khi tiếp xúc với môi trường nước cấu trúc cảu sản phẩm tự thay đổi theo thời gian về hình dạng thiết kế.

• Phát triển vật liệu in 3D mô hình sống: Công nghệ in 3D được kì vọng có thể tạo ra các trái tim thật.

Luyện tập

Câu hỏi: Phân tích những triển vọng phát triển của công nghệ in 3D ảnh hưởng tới cuộc sống con người.

Hướng dẫn trả lời:

Những triển vọng phát triển của công nghệ in 3D ảnh hưởng tới cuộc sống con người: 

• Đưa con người phát triển lên một tầm cao mới, con người sẽ sống một cuộc sống nhàn hạ hơn, hiện đại hơn.
• Thúc đẩy kinh tế.
• Giải quyết công việc một cách nhanh chóng, hiệu quả mà không phải bỏ ra quá nhiều sức lao động.

VẬN DỤNG

Câu hỏi: Chia sẻ những hiểu biết của em về xu hướng, triển vọng của công nghệ in 3D với người thân.

Hướng dẫn trả lời:

Những hiểu biết của em về xu hướng, triển vọng của công nghệ in 3D với người thân:

Hiện tại, một số viện nghiên cứu, trường đại học của Việt Nam đã từng bước làm chủ các công nghệ in 3D trong nhiều lĩnh vực và nhiều loại nguyên vật liệu khác nhau. Trong đó, Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đi tiên phong trong lĩnh vực thiết kế, gia công chế tạo nhựa PEEK và PMMA y sinh ở Việt Nam, đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ in 3D để chế tạo sản phẩm phục vụ y tế và giáo dục (chế tạo ra các mảnh vá khuyết xương, bộ phận thay thế phục vụ cấy ghép trong y tế có chất lượng và đặc tính cao hơn, ưu việt hơn), đồng thời cung cấp dịch vụ thiết kế và in 3D giáo cụ phục vụ đào tạo STEM. Các nhà khoa học tại Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ in 3D trong in loại nhựa có pha kim loại… Trình độ về công nghệ và chất lượng các sản phẩm cũng tương đối cao, với dung sai về kích thước khoảng 50 µm (trong khi dung sai nhỏ nhất với máy SLS ứng dụng trên thế giới là khoảng 10 µm).

Một vài năm trở lại đây, các tổ hợp sản xuất ô tô của Trường Hải Thaco, tổ hợp sản xuất ô tô Vinfast, tổ hợp công nghiệp điện tử Samsung Việt Nam, Công ty TNHH Linh kiện nhựa ô tô Vinfast - An Phát (VAPA), các công ty giày dép thời trang và các doanh nghiệp lớn trong ngành nhựa đã từng bước hiện đại hoá, chuyển mình để gia nhập chuỗi cung ứng các sản phẩm nhựa kỹ thuật. Hầu hết, các công ty này đang có định hướng ứng dụng in 3D trong sản xuất. Các loại nhựa kỹ thuật ứng dụng công nghệ in 3D để sản xuất linh kiện ô tô, xe máy, điện tử như ABS, PC, POM, PA…