Trước khi có công nghệ in 3D, lĩnh vực y tế buộc phải sản xuất hàng loạt các thiết bị, dụng cụ, cơ phận cấy ghép... để đạt hiệu quả kinh tế. Hệ quả là các trang thiết bị đó không hoàn toàn vừa vặn với từng bệnh nhân, khi đó hiệu quả điều trị sẽ không tối ưu.
Công nghệ in 3D đã hoàn toàn thay đổi điều đó. Công nghệ in 3D cho phép cá nhân hoá từng sản phẩm, để chúng có thể vừa khớp với từng bệnh nhân mà vẫn rất hiệu quả về mặt kinh tế. Ngày nay bác sĩ có thể lắp cơ phận cấy ghép được chế tạo cho riêng từng bệnh nhân, vừa vặn với cơ địa của chỉ bệnh nhân đó. Đó là những gì mà công ty ConforMIS đang làm cho các bệnh nhân bị tổn thương khớp gối.
Sẽ ngày càng có nhiều công ty như ConforMIS xuất hiện. Lĩnh vực chăm sóc sức khoẻ đang được cách mạng hoá một cách âm thầm nhưng vững chắc nhờ công nghệ in 3D.
STL file is simply a mesh of triangles wrapped around a CAD model was defined by 3D systems in 1980s. STL, name is derived from rapid prototyping process, StereoLithography, also known as abbreviation of Standard Triangulation Language. This very simple format has become an industry standard for the Rapid Prototyping sector. Virtually all modern CAD systems now include STL or Rapid Prototyping output as a standard feature.
What to consider while creating STL file:
Generating STL files is usually a fairly simple process. But every CAD system uses different terms and parameters for defining the STL file’s resolution. It's not necessary to understand all those parameters to produce useful STL file. Following is brief checklist which can help to produce good STL file:
1) As a typical example mesh with triangles approximately the size between 0.02mm (.001") to 0.05 mm (.002") will produce a good quality STL file. Please keep in mind if you reduce mesh tolerance further down doesn't mean prototype accuracy will be improved. As a thumb rule parts with many contoured or curved surfaces need to have fine tolerance than straight geometric parts.
2) STL files are always preferred to be saved in Binary format than Ascii mode.
3) If you are using Solid CAD modeling package to create 3D model, there are less chances of having any error in STL file. For surface model please stitch/sew all surfaces together to make a single water tight model before exporting STL file. You may be still able to produce STL file from untrimmed or corrupt surfaces but will never get a clean STL file and its much harder to fix STL file than native CAD file.
4) Generally STL file has no UNITS attached to it so its always good practice to send overall part sizes along with your STL file otherwise we wouldn't know your part dimensions. Most common units are MM or Inches.
5) Some CAD systems will generate error messages during STL conversion showing that some part geometry is outside of the positive X, Y, Z quadrant or is in negative space. These warning messages can be ignored.
6) Make sure to join all the solid model pieces to single entity which you want to see in a single prototype. Otherwise all those bits & pieces will end up separately in STL file and we'll have to spend time to join them together, unless you want them to be separately made.
STL export guidelines from some of common CAD systems:
Unigraphics
1) File > Export > Rapid Prototyping
2) Output type : Binary
3) Triangle & Adjacency Tolerance: .05mm
4) Set Auto normal Gen to ON
5) Set Normal Display to OFF or ON
6) Set Triangle Display to ON (good idea to leave ON so that you can see mesh pattern on your model)
7) File Header Information: Press OK
8) Sometimes it shows error messages "Negative coordinates found" which can be ignored
Pro/Engineer
1) File > Save a copy
2) Add 'New Name' or copy and paste from 'Model name' and choose STL from type drop down menu. > Hit ok
3) Accept 'binary' and 'negative value' defaults. Enter '0' in chord height box and system will set to minimum available.
4) Set angle control to 1
5) Check file name change if desired hit ok. File will be saved to your working directory.
SDRC I-DEAS
1) File > Export > Rapid Prototype File
2) Select the part to be exported
3) Select Prototype Device to SLA500.dat
4) Set Absolute Facet Deviation to 0.01 mm/(0.000395")
5) Select File type Binary and Save
SolidWorks
1) Open File > Save As
2) Set file type as STL
3) Select Options > Output as Binary
4) Select the units mm or inches
5) Select Quality > Fine
6) Save
SolidEdge
1) Open Model & select File > Save As
2) Select File type as STL
3) Options > conversion tolerance to 0.0254 mm (0.001")
4) Surface Plane Angle > 45°
5) Select Binary type and OK
6) Name & Save STL file
CATIA
1) Select STL command
2) Maximum Seg to 0.0125mm
3) Select the model and > select Yes
4) Select Export > type File name > OK
AutoCad
Note: STL can only be generated from 3D model not from 2D drawings or wireframe.
1) Type "STLOUT" at the command prompt
2) Select the objects to be exported
3) Select "Y" for Binary format
4) Type File name
If you get error message "No Solids selected" try to move your model in positive octant.
3D Studio Max
1) Open Document and save as a new file.
2) Select few items of your object at one time.
3) Go to Modifiers => More => Select Mesh smooth => OK.
4) Under parameters increase iterations by 2 or 3.
5) If your part geometry is complex you may add more polygons.
6) Now your wire frame model is defined with polygons.
7) Once finished select all and export as an STL file.
IronCad
1) In the Graphics window Right click on the part
2) Pick the Part Properties and Rendering
3) Select Facet Surface smoothing to 160
4) File and Export to an STL file
Rhinoceros
1) File > Save As
2) Select File Type to STL
3) Select File Name > Save
4) Select Binary
5) Select Detail Controls from Mesh Options
6) Max Angle = 20, Max aspect ration = 6, Min edge Length = 0.0001
7) OK
Khả năng in 3D ra vật thể với màu sắc sống động như thật đã không còn nằm ngoài khả năng của công nghệ nữa. Hiện nay hai hãng Mcor của Ireland và 3D Systems của Mỹ đã thương mại hoá các dòng máy có khả năng in 3D ra các vật thể với phổ màu gần như trọn vẹn. Mặc dù chất liệu mà mỗi hãng dùng là khác nhau, nhưng hình dáng vật thể in ra đều nhìn rất sống động. Khả năng này sẽ tác động rất mạnh đến lĩnh vực thiết kế kiểu dáng, thiết kế kiến trúc, tạo mô hình phục vụ việc trưng bày sản phẩm trong tương lai không xa.
Tượng người do máy của hãng Mcor in ra
Mẫu búa và thớt gỗ do máy của hãng Mcor in ra, nhìn không khác gì vật thật
Mẫu hộp do máy Mcor in ra, màu sắc và hình ảnh đều được tạo ra trong quá trình in, không phải dán lên sau khi in
Vật liệu máy Mcor dùng là giấy (vâng, giấy A4 bình thường). Khi các tờ giấy xếp chồng lên nhau thành một khối thì chúng không khác gì gỗ. Màu sắc là do máy in phun màu tạo ra trong quá trình in 3D.
Cũng có khả năng tạo ra các vật thể màu sống động, nhưng máy của hãng 3D Systems lại dùng một công nghệ hoàn toàn khác và vật liệu dùng là dạng bột thạch cao. Sau khi in ra, để vật có độ bền thì chúng cần được nhúng vào keo kết dính. Màu được tạo ra cũng là do máy in phun trong quá trình in.
Một mô hình kiến trúc được in bởi máy của 3D Systems
Mô hình thông tin địa lý được in bởi máy của 3D Systems
Ưu điểm của các dòng máy của 3D Systems là chúng có thể tạo ra mô hình lớn hơn so với máy của Mcor. Máy Mcor dùng giấy A4 nên kích thước bị giới hạn bởi khổ giấy. Tuy nhiên chi phí in của máy Mcor thấp hơn rất nhiều so với máy 3D Systems do giá thành thấp của vật liệu in. Về cơ tính thì cả hai dòng máy đều in ra vật thể rất cứng, tuy nhiên vật in bởi máy 3D Systems có phần giòn và dễ vỡ hơn.
Tạo màu bằng phương pháp hydrographic
Có một cách khác để tạo màu cho vật in 3D là in hình ảnh lên một loại phim đặc biệt, rồi dán phim đó lên bề mặt vật in. Điểm mấu chốt là phải canh vị trí của phim sao cho khớp với vị trí vật in. Kỹ thuật này cũng đã ra đời rất lâu rồi, trước cả công nghệ in 3D, và có tên gọi là Hydrographic.
Minh hoạ quá trình chuyển hình lên bề mặt vật in
Hình ảnh sau khi được chuyển lên vật trông cũng rất sống động
Một clip minh hoạ khác
In 3D với phổ màu hạn chế
Ngoài những cách nêu trên để tạo màu sắc thực cho vật in, còn có một số máy có thể tạo được màu sắc cho vật in, nhưng với số lượng màu hạn chế hơn. Chẳng hạn như máy của Objet (đã thuộc về hãng Stratasys) có thể tạo ra một số lượng màu sắc nhất định. Người dùng có thể chọn màu trong số 20 bảng màu tạo sẵn để gán cho vật thể. Tuy nhiên phổ màu của các bảng màu đó là không liên tục.
Một ví dụ bảng màu xanh của máy Connex3
Một sản phẩm được in màu.
Cách tạo màu của máy Objet có khác với máy của Mcor và 3D Systems. Các máy của Mcor và 3D Systems phun trực tiếp mực in lên vật thể có sẵn. Trong khi đó máy Objet tạo màu bằng cách trộn vật liệu in (có màu khác nhau) lại với nhau. Cho nên màu của vật thể chính là màu của nguyên liệu in, chứ không phải phủ màu lên bề mặt.
Cùng nguyên lý này còn có thể kể kến máy của botObjects. Máy botObjects là máy FDM, in bằng vật liệu sợi nhựa. Máy này khi hoạt động cần một số loại dây màu cơ bản như CMYK để trộn vào nhau tạo màu cho vật thể. Tuy nhiên màu sắc trộn theo cách này chưa thể phủ trọn phổ màu, và không thể tạo màu chính xác được.
Bộ cuốn nhựa màu của botObjects
Đầu trộn màu
Việc in 3D vật thể có màu sắc là một bước tiến rất lớn trong lĩnh vực này. Tuy nhiên công nghệ in 3D màu còn cần phải cải tiến rất nhiều để có thể tạo ra vật thể có màu sắc sắc nét và mịn màn, đến mức không thể phân biệt được với các sản phẩm được sản xuất hàng loạt trên thị trường.
Ở mức độ như hiện nay, công nghệ in 3D màu đã có thể ứng dụng vào rất nhiều ngành từ thiết kế kiểu dáng, kiến trúc, giáo dục, giải trí, mô hình trưng bày cho đến khảo cổ, nghiên cứu.
Nhà cung cấp dịch vụ Inition UK vừa giới thiệu cách thức tạo ra chocolate với hình dáng độc đáo sử dụng công nghệ in 3D. Nhà đồng sáng lập của Inition là Andy Millins đã tự scan MRI bộ não của mình rồi dùng công nghệ in 3D để in ra. Dùng vật in đó để tạo khuôn làm chocolate hình dáng bộ não của chính mình.
Khi được hỏi cảm giác khi ăn chính bộ não của mình, anh ta trả lời là "Tôi đã từng làm rất nhiều chuyện kỳ dị trên đời, nhưng ăn chính bộ não của mình là chuyện kỳ dị nhất".
Vâng, công nghệ in 3D sẽ còn cho bạn nhiều chuyện kỳ dị hơn thế.
Chi tiết làm chocolate theo phương pháp này được công bố tại Instructibles.
DREAMS lab thuộc trường đại học Virginia Tech đang thử nghiệm một ý tưởng đột phá với mong muốn mang công nghệ in 3D đến số đông người dùng. Họ chế một máy dạng bán hàng tự động (vending machine) và đặt vào đó một số máy in 3D. Máy có tên là DreamVendor. Người dùng khi cần in ra một sản phẩm gì thì tự họ thiết kế trên máy tính rồi chép file dữ liệu vào máy này. Máy tự in ra sản phẩm đó, khi xong thì đẩy sản phẩm vào thùng chứa để khách có thể lấy sản phẩm của mình.
Hiện máy này chỉ nhắm vào các đối tượng là sinh viên khoa Cơ Khí của Virginia Tech. Hy vọng tương lai nó sẽ được nhân rộng ra.
Đây là một ý tưởng rất mới và rất táo bạo nhằm mang lợi ích của công nghệ in 3D đến người dùng phổ thông. Tuy nhiên liệu công nghệ in 3D hiện nay - vốn còn khó sử dụng, và chỉ dành cho người dùng có am hiểu về kỹ thuật - có khả năng phá vỡ rào cản kỹ thuật để đạt mục tiêu là ngay cả người dùng phổ thông cũng có thể dùng? Tương lai sẽ trả lời cho câu hỏi đó, tuy nhiên hiện nay công nghệ in 3D vẫn còn là một công nghệ còn khá mới mẻ và vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết trước khi chúng được sử dụng rộng rãi.
Tổ chức từ thiện techfortrade của Anh đang hợp tác với một số công ty trong lĩnh vực in 3D tổ chức cuộc thi có tên gọi là 3D4D. Cuộc thi này có mục tiêu là tìm kiếm các ý tưởng sử dụng công nghệ in 3D khả thi và có tiềm năng có thể mang lại lợi ích xã hội to lớn ở các quốc gia đang phát triển. Giải thưởng của cuộc thi lên đến $100,000.
Tiêu chí để chọn giải thưởng được đề ra như sau:
The winning idea will be the one that stands out because:
It clearly and measurably addresses a significant social need e,g, improving the incomes of some of the world’s poorest people or improving access to clean water or energy.
It demonstrates real technical innovation. In other words, it brings together leading edge thinking across mobile, web, manufacturing and solar technologies.
It clearly demonstrates that there is a sustainable business model that underpins the idea; not simply a reliance on continual donor funding.
Lược dịch:
Ý tưởng chiến thắng sẽ là ý tưởng xuất sắc nhờ các lý do sau:
- Ý tưởng đó chỉ ra một cách rõ ràng và lượng định được các nhu cầu xã hội quan trọng ví dụ như cải thiện thu nhập của những người dân nghèo nhất hoặc cải thiện khả năng tiếp cận đến nguồn nước sạch và năng lượng.
- Ý tưởng đó phải chứng tỏ là một sáng kiến kỹ thuật thực sự. Nói cách khác, nó phải có liên quan đến các công nghệ tiên tiến như di động, web, chế tạo và năng lượng mặt trời.
- Ý tưởng đó phải chứng tỏ nó dựa trên một nền tảng mô hình kinh tế bền vững, chứ không phải đơn giản là phải luôn trông chờ vào nguồn tài trợ.
The two major players in 3D printing industry have announced that they are going to merge to form a leading 3D printing company. Stock price of Stratasys immediately shoots up 22% in NASDAQ stock exchange. This newly formed company will become a major 3D printer producer which produces industry-grade 3D printer with 3 core technologies: FDM, Solidscape and Polyjet.
Now the industry is left with only two major companies Stratasys and 3D System who own almost all major 3D printing technologies which have been developed for a few decades now. The announcement has yet been clarified whether the new Stratasys will enter consumer market which is now dominated by Reprap-based 3d printer like those of Makerbot. Despite that, the 3d printing industry will see a new dynamic when those two major players compete head-on.
Thế mạnh của công nghệ in 3D là mang lại cho bạn khả năng chế tạo các chi tiết phức tạp với số lượng đơn chiếc ở giá thành chấp nhận được. Điều đó đúng hơn bao giờ hết khi bạn cần chế một thiết bị cho phép gắn iPhone vào các thiết bị quang học như ống nhòm, kính hiển vi và kính viễn vọng. Chúng không những cho phép bạn quan sát vật thể một cách dễ dàng mà còn có thể lưu ảnh của chúng lại.
Nếu bạn có nhu cầu chế tạo những bộ adaptor cho iPhone như trên thì bạn còn chần chờ gì nữa mà không liên hệ với chúng tôi? http://www.sotatec.com/lien-he
Số lượng các loại robot ngày nay vô cùng phong phú và đa dạng. Trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, nhà nghiên cứu cần phải thử nghiệm rất nhiều ý tưởng để chọn ra ý tưởng khả thi nhất. Việc chế tạo các chi tiết phức tạp với số lượng đơn chiếc như vậy thường có chi phí rất cao nếu dùng các công nghệ truyền thống. Tuy nhiên sự xuất hiện của công nghệ in 3D đang dần dần trở thành lựa chọn không thể bỏ qua cho các nhà nghiên cứu.
Sau đây là một đoạn video phỏng vấn một sinh viên của trường Đại học Arizona về ứng dụng in 3D để chế tạo hexapod robot của anh ta.
Sự phổ biến các công nghệ với giá thành rẻ thực sự đang mang lại một luồng sinh khí mới cho tương lai của công nghệ. Trước khi có sự xuất hiện của các công nghệ như in 3D, các bo mạch nguồn mở Arduino, việc chế tạo các cánh tay robot đối với người dùng cá nhân và đam mê công nghệ gần như là việc không tưởng. Nhưng ngày nay, họ hoàn toàn có thể làm chuyện đó và thậm chí còn phổ biến thiết kế của họ dưới dạng nguồn mở. Thiết kế cánh tay robot sau đây là một ví dụ. Toàn bộ thiết kế đã được chia sẻ trên trang Thingiverse: http://www.thingiverse.com/thing:17773
Chúng tôi có sẵn thiết bị và dụng cụ để chế tạo cánh tay robot này. Nếu quý vị có nhu cầu chế tạo vui lòng liên hệ với chúng tôi: http://www.sotatec.com/lien-he
Hình dưới đây là mô hình ý tưởng cho một kiểu xe hơi được thiết kế bởi một sinh viên năm 3 của trường Đại học Cincinati, Ohio, USA. Chỉ trừ một vài chi tiết nhỏ bằng nhựa acrylic trong suốt được cắt laser, hầu như toàn bộ mẫu mô hình này được chế tạo bằng công nghệ in 3D. Toàn bộ mô hình xe có hơn 80 chi tiết.
Cho đến vài năm gần đây, công nghệ phổ biến trong việc tạo mô hình xe vẫn là tạc thủ công đất sét. Công nghệ in 3D đang dần dần thay thế truyền thống đó một cách âm thầm nhưng là một xu thế không thể đảo ngược. Chất lượng, kiểu dáng mẫu mã và thời gian chế tạo mô hình bằng công nghệ in 3D hoàn toàn vượt trội so với công nghệ truyền thống.
Cùng với kiến trúc và y tế, có lẽ ứng dụng của công nghệ in 3D trong chế tạo mẫu xe là một trong các ứng dụng quan trọng nhất của in 3D.
