Toán học và in 3D

Xưa nay ai cũng công nhận rằng in 3D trên nguyên tắc có thể tạo ra bất kỳ vật thể có hình dạng phức tạp nào, tuy nhiên cho đến nay thì chưa ai chứng minh được điều đó là đúng. Sự mặc nhiên công nhận một kết luận là đúng mà chưa được chứng minh là một điều không thể chấp nhận được với các nhà toán học. Do đó họ đã vào cuộc và bước vào một lĩnh vực còn khá mới nhưng còn đầy tiềm năng để khám phá là in 3D.

Giáo sư Alan Branford ở trường Đại học Flinders thuộc miền nam Úc đã viện dẫn đến định lý Fubini để chứng minh rằng kết luận trên là đúng.

Định lý Fubini cho rằng: "bất kỳ vật thể nào có n chiều đều có thể được thể hiện bằng một chuỗi các lớp hình dạng (n-1) chiều".

Tuy tôi không thể kiểm chứng chứng minh là đúng hay sai, nhưng nỗ lực dùng toán học để chứng minh một kết luận phổ biến trong lĩnh vực in 3D như đề cập ở trên rất đáng được ghi nhận.

Giáo sư Alan Branford

Via 3dfuture

Một chút về lịch sử

Thật ra công nghệ in 3D đã được sáng chế từ rất lâu rồi, nhưng mãi đến thời gian gần đây mới được phổ biến rộng rãi nhờ giá thành giảm mạnh. Đây là một đoạn phóng sự về công nghệ này trên Good Morning America hồi năm 1989, khi công nghệ này được 3 tuổi. Có thể thấy sự hào hứng như thế nào của các phóng viên trong phóng sự đó.

Via i.Materialise

Dành cho các nhà thiết kế thời trang

Các nhà thiết kế thời trang không phải chỉ quan tâm tới các mẫu quần áo mà còn cần đến nhiều phụ kiện khác để tạo thành một mẫu thiết kế đồng bộ. Thời gian tạo ra các mẫu mới cũng là một yếu tố quan trọng và ảnh hưởng rất nhiều tới sự thành công của các mẫu thiết kế. Hiện nay giới thiết kế thời trang trên thế giới ngày càng nhận ra ưu điểm vượt trội của công nghệ in 3D trong việc tạo ra các mẫu thiết kế mới một cách nhanh chóng, nhất là các phụ kiện đi kèm như kính, trang sức, nón, giầy...

Đặc điểm của việc thiết kế mới các mẫu thời trang là tính chất đơn chiếc. Để tạo ra các mẫu đó nhà thiết kế thường phải tạo ra chúng một cách thủ công. Công việc này đòi hỏi rất nhiều thời gian và công sức. Đôi khi có những chi tiết không thể tạo hình bằng tay do tính phức tạp của hình dạng hình học của các mẫu thiết kế. Để khắc phục các nhược điểm đó, các nhà thiết kế đã bắt đầu quan tâm tới công nghệ in 3D vì chúng cho phép họ rút ngắn thời gian tạo ra một mẫu thực tế, đồng thời họ có được sự tự do cao hơn nhiều khi thiết kế trên máy tính. Việc tạo ra các biến thể của thiết kế cũng trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn nhiều.

Nếu bạn là một nhà thiết kế thời trang tài ba thì còn chần chờ gì nữa mà không áp dụng công nghệ tiên tiến này vào lĩnh vực của bạn?

 

Via 3ders

That's a fine line!

yesterday after viewing all the samples that I printed out, one of the customers picked up a screwdriver nearby and checked it carefully, then asked me "is it printed or commercial product?" :))) the line between real and printed items is really blurred after seeing a few samples. Good to see how amazed they were!

Ứng dụng in 3D vào lĩnh vực tìm kiếm và khai thác dầu khí

lý do của việc ứng dụng in 3D vào lĩnh vực này:

- The models are "highly accurate, finely detailed," Cognity says, and can usually be printed overnight.

- The printer offers "a very cost effective method of creating demonstration pieces," Cognity says.

- It can print complex patterns in a wide range of engineering plastics, rigid and flexible, coloured and transparent.

- It offers an ultra-fast turnaround alternative to machining.

- It "enables our clients to quickly visualise complex designs," says Rae Younger, managing director of Cognity.

Via FindingPetroleum

Thay xương hàm nhờ công nghệ in 3D

Các bác sĩ phẫu thuật đã quyết định thay xương hàm cho một bệnh nhân 83 tuổi ở Hà Lan do nhiễm trùng xương. Điều đặc biệt là xương hàm này được tạo ra từ bột titan và dùng công nghệ in 3D. Sở dĩ phải nhờ đến  công nghệ hiện đại này là do bệnh nhân đã có tuổi, có thể gặp nhiều nguy hiểm nếu sử dụng các biện pháp phẩu thuật tái tạo thông thường.

Bệnh nhân đã có thể về nhà sau đó bốn ngày. Hàm nhân tạo này nặng hơn một phần ba hàm thật, nhưng bác sĩ nói bệnh nhân không gặp khó khăn gì để thích nghi với khối lượng tăng thêm này. Ưu điểm của phương pháp này là xương hàm nhân tạo hoàn toàn vừa khít với cơ thể của bệnh nhân, giúp rút ngắn thời gian phẩu thuật rất nhiều. Cấu trúc của hàm nhân tạo cũng được làm rất phức tạp với nhiều hốc rãnh để phục vụ nhiều chức năng về sinh học như tạo độ bám cho cơ và không gian để các dây thần kinh và mạch máu phục hồi.

Via Gizmag, BBC

Máy in BFB được trưng bày tại Diễn Đàn Kinh Tế Thế Giới ở Davos

Rất vui khi được biết máy in 3D BFB 3000+ mà công ty Sotatec có cung cấp đã được trưng bày tại Diễn đàn Kinh tế Thế Giới 2012 vừa qua tại Davos.

Via BFB's Blog & 3dmodel

Tranh luận về tương lai của công nghệ in 3D

Ngày càng có nhiều cuộc tranh luận về tương lai của công nghệ in 3D. Dù tương lai có thế nào đi nữa, chúng ta không thể phủ nhận một thực tế là công nghệ in 3D ngày càng thu hút sự quan tâm của công chúng.

Why 3-D Printing Will Go the Way of Virtual Reality  , Christopher Mims
>> Why 3-D Printing Isn't Like Virtual Reality, Tim Maly

Why Apple Should Start Making a 3D Printer Right Now, Ross Andersen
>> Why Apple Should NOT Start Making a 3D Printer Right Now, Nadra Angerman

Hiện trạng của công nghệ in 3D

Lisa Harouni có một bài thuyết trình ở TED rất  hay về hiện trạng của công nghệ in 3D hiện nay. Phần trình bày nêu bật một số ứng dụng điển hình của in 3D mà các công nghệ khác khó lòng đạt được nếu xét về mức độ phức tạp và số lượng đơn chiếc của sản phẩm. Cô cũng tin rằng công nghệ in 3D sẽ hoàn toàn thay đổi diện mạo của sản xuất trong tương lai gần. Trong viễn cảnh đó, người tiêu dùng khi cần sẽ tải các file dữ liệu sản phẩm qua mạng internet và tạo ra chúng ngay tại nhà hoặc thông qua các nhà cung cấp dịch vụ in 3D gần nhà.

Via Manufacturing.net

3D printing on BusinessWeek

CEO Guide to 3D printing

Vòng đeo tay chế tạo bằng in 3D trên sàn catwalk

Một số mẫu vòng đeo tay chia sẻ bởi cộng đồng Thingiverse đã xuất hiện trên sàn trình diễn thời trang ở CES 2012. Tuy số lượng các sản phẩm như vậy còn ít ỏi, nhưng chúng phản ánh một xu hướng mới trong thiết kế thời trang. Xu thế thiết kế thời trang ứng dụng công nghệ in 3D này có thể tạo ra các mẫu thời trang rất độc đáo mà các công nghệ truyền thống khó thực hiện được.

Via Makerbot's Blog

Zoetrobe

An old technique to show movie found a new way into modern entertainment. It's a cool Zoetrobe created by 3D printing.

Via Shapeway's Blog

Hội chẩn tiền phẩu ghép mặt dùng công nghệ in 3D

Các bác sĩ phẩu thuật chỉnh hình tại bệnh viện University Hospital of Ghent do giáo sư Prof. Blondeel dẫn đầu đã thực hiện thành công ca ghép toàn bộ khuôn mặt đầu tiên tại Bỉ. Tuy đây không phải là ca ghép mặt đầu tiên trên thế giới nhưng là ca đầu tiên sử dụng công nghệ in 3D để thực hiện các công tác chẩn trị tiền phẫu. Ca ghép đã thành công tốt đẹp, bệnh nhân đã có thể nói được chỉ sau 6 ngày. 

Những cố gắng tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ mới vào việc chữa trị y tế là rất đáng biểu dương. Vì nếu không có những cố gắng như thế, loài người sẽ không thể tiến về phía trước. Sau những thành công bước ngoặc như vậy vẫn còn nhiều việc phải làm để có thể phổ biến rộng rãi hơn công nghệ rất hữu dụng này vào lĩnh vực y tế. Tuy nhiên những thành công bước đầu trong thời gian gần đây đã mang lại nhiều khích lệ cho các thử nghiệm rộng hơn.

Via i.Materialise

In 3D với vật liệu bằng nước đá

Khi số lượng người dùng công nghệ in 3D càng gia tăng thì các nhà nghiên cứu càng tìm tòi khám phá khả năng in 3D với nhiều vật liệu khác nhau. Và khi khả năng của công nghệ in 3D càng mở rộng thì càng kích thích nhiều người sử dụng đến công nghệ này hơn. Và cứ thế tác động hỗ tương này đã và sẽ tạo ra đà phát triển vững chắc cho ngành công nghệ còn non trẻ này.

Gần đây các nhà khoa học Canada đã nghiên cứu thành công việc in 3D với chất liệu là nước đóng băng. Để in với chất liệu này, họ đã dùng Shortening Methyl Ester (SME) làm khuôn đông lạnh cho từng lớp nước. Lớp SME này sau khi in xong sẽ được lấy ra bằng cơ học hoặc cho tan trong dầu hỏa. Việc in 3D được thực hiện trong tủ có nhiệt độ -13 độ C, còn đầu in được giữ ở nhiệt độ 20 độ C để duy trì dòng chất lỏng không bị đóng băng.

Các vật được in ra có độ phân giải khá ấn tượng.

Via 3ders

In 3D chân dung Angelina Jolie

Trong in ấn để tạo ra độ đậm nhạt cho một bức ảnh chỉ có một màu duy nhất, chúng ta dùng một kỹ thuật gọi là half-toning. Kỹ thuật này dùng các hình tròn nhỏ với nhiều kích cở khác nhau để đánh lừa sự cảm nhận ánh sáng của mắt. Kỹ thuật half-toning có thể tạo ra các bức ảnh có độ chuyển sáng rất phức tạp.

Nhầm trình diễn khả năng của máy in 3D, hãng Objet đã nghĩ ra một kỹ thuật khác, rất độc đáo để thể hiện các hình ảnh có độ chuyển sáng phức tạp. Họ dùng độ dày mỏng tại mỗi điểm ảnh để thể hiện độ sáng tại điểm ảnh đó. Kết quả đạt được rất ấn tượng với bức chân dung của Angelina Jolie. Ảnh này chỉ có thể xem khi chiếu sáng từ phía sau.

 

Via Objet's Blog