Máy in 3D khổ lớn “made in Việt Nam”

ThS. Phạm Quốc Phương và nhóm cộng sự tại Viện Nghiên cứu Điện tử - Tin học - Tự động hóa (Phân viện TP HCM) đã nghiên cứu, chế tạo thành công máy in 3D khổ lớn tích hợp bộ máy quét (scanner) 3D.

Máy in 3D này có khả năng gia công sản phẩm với kích thước lên đến 1.200x610x1.200mm, kết hợp với máy quét 3D có khả năng quét vật thể gốc ở mức kích thước tối đa 600x600x600mm.

Sản phẩm máy in 3D do ThS. Phạm Quốc Phương và nhóm cộng sự ở Viện Nghiên cứu Điện tử - Tin học - Tự động hóa (Phân viện TP HCM) nghiên cứu, thiết kế. (Ảnh do nhóm nghiên cứu cung cấp)

Đa số máy in 3D nội địa hiện nay chỉ đáp ứng cho nhu cầu tạo ra các sản phẩm kích thước nhỏ (quy cách tối đa 500x500mm hay 600x600mm) như đồ chơi, đồ dùng văn phòng, học tập, trang trí; để phục vụ sản xuất công nghiệp, cần phải có các thiết bị in 3D tạo ra sản phẩm kích thước lớn (lên đến 1.000x1.000mm hoặc lớn hơn).

Nhận thấy nhu cầu này nhóm nghiên cứu của ThS. Phạm Quốc Phương đã nghiên cứu thiết kế ra máy in 3D khổ lớn theo công nghệ FDM.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển nhiều cải tiến mới như hệ thống khung sườn của máy có mức nội địa hóa cao, đảm bảo độ cứng tốt, vững chắc, hạn chế tối đa rung lắc khi vận hành quá trình in vật liệu.

Hệ thống điều khiển của máy, nhóm nghiên cứu đã sử dụng động cơ dạng hybrid (động cơ lai giữa động cơ bước và động cơ servo) có độ chính xác cao và mức độ sai số thấp.

Phần đầu đùn vật liệu được gia nhiệt bằng nhiệt trở, có gắn cảm biến đo nhiệt độ và đưa về bộ điều khiển để so sánh với giá trị đặt, cho phép điều khiển dòng đốt ổn định. Tùy thuộc sợi nhựa sử dụng, người điều khiển có thể lựa chọn nhiệt độ thích hợp cho đầu đùn vật liệu.

Một ưu điểm nữa của dòng máy in 3D này là "phương pháp thiết kế ngược" để tạo hình sản phẩm, bằng cách dùng máy quét 3D quét toàn bộ sản phẩm để lấy các dữ liệu không gian ba chiều, sau đó sử dụng máy tính để dựng hình sản phẩm.

Một sản phẩm 3D được gia công từ máy in 3D - từ nguyên mẫu làm bằng gỗ. (Ảnh do nhóm nghiên cứu cung cấp)

Việc thiết kế máy quét 3D kết nối trực tiếp với máy in 3D khổ lớn tạo ra một hệ thống liên tục từ quét ảnh, xử lý tập tin dữ liệu ảnh cho máy in 3D, cho đến quá trình in ấn ra sản phẩm một cách tự động.

Đặc biệt, thông qua ứng dụng quét ảnh và các thuật toán nội suy đi kèm nên dù kích thước vật thể gốc ở mức 600x600mm thì vẫn có thể được phóng to lên theo tỷ lệ tương ứng để sau đó gia công in ở các mức kích thước lớn hơn.

Theo tính toán của ThS. Phạm Quốc Phương nếu đưa vào sản xuất hàng loạt thì giá thành (sản xuất) của giải pháp máy in 3D này vào khoảng 300 triệu đồng/máy, thấp hơn nhiều so với sản phẩm nhập ngoại với tính năng và tiêu chuẩn kỹ thuật tương đương.

Nhóm nghiên cứu của ThS. Phạm Quốc Phương cho biết sẵn sàng chuyển giao cho các đơn vị có nhu cầu, cũng như mở rộng hợp tác để thương mại hóa sản phẩm máy in 3D này.