Cũng như nhiều chuyên gia khác, ông cho rằng chỉ vài năm nữa, công nghệ này sẽ thay đổi hoàn toàn cách thức con người thiết kế, chế tạo các sản phẩm.
Tác động lớn không kém trí tuệ nhân tạo
Sự quan tâm của giới công nghệ đang dồn vào trí tuệ nhân tạo (AI), máy học và dữ liệu lớn và việc chúng sẽ ảnh hưởng ra sao đến cách thức hoạt động của máy móc cũng như cách chúng ta sử dụng sản phẩm. Trong khi đó, in 3D (hay sản xuất bồi đắp - Additive Manufacturing - MA) ít được nhắc đến hơn, nhưng ảnh hưởng của nó đến cách con người tạo ra sản phẩm lớn không kém AI.
Trong in 3D, các lớp vật liệu - thường là kim loại hoặc nhựa - được đắp chồng lên nhau và máy tính sẽ giúp định dạng hình dáng vật thể. Sản phẩm của in 3D là bất cứ thứ gì, từ bộ phận cơ thể người đến động cơ phản lực.
Theo tờ Computerworld, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ đã tạo ra một loại vật liệu graphene mà họ mô tả là "nhẹ hơn không khí" nhưng mạnh mẽ gấp 10 lần thép. Nếu vật liệu này được phát triển, nó có thể giúp giảm khối lượng các sản phẩm như máy bay, ôtô và các thiết bị lọc, tiết kiệm được một lượng lớn nhiên liệu, chi phí và lượng khí thải carbon.
CNN mới đây giới thiệu một startup mang tên Cazza có năng lực in 3D khoảng 200m2 bêtông mỗi ngày. Bằng cách tự động hóa quy trình, Cazza tuyên bố có thể xây dựng công trình nhanh hơn 50% so với các phương pháp thông thường.
Thúc đẩy sự sáng tạo
Những gì diễn ra ở hãng Siemens (Đức) là bằng chứng sinh động cho việc công nghệ AM có thể biến đổi cách con người tạo ra mọi thứ. Hãng này tin rằng AM có khả năng “thay đổi cuộc chơi” với lợi ích ấn tượng như cắt giảm 30% lượng phát thải khí nhà kính, 63% lượng tài nguyên được sử dụng và 75% thời gian để đưa sản phẩm ra thị trường.
Nhờ cải thiện tính linh hoạt của thiết kế, những sản phẩm vốn phải mất 2 năm để đi từ bản vẽ đến nhà máy nay có thể ra mắt trong vài tuần - bao gồm cả khâu thiết kế, thử nghiệm, tinh chế và hoàn thiện, chưa kể chúng cho chất lượng cao hơn.
TS Navrotsky cho biết, trước đây, các hạn chế của quá trình sản xuất là nguyên nhân chính gây khó khăn cho việc thiết kế sản phẩm: “Ít nhất 30% số mẫu thiết kế của rất nhiều thành phần liên quan đến các hạn chế của quá trình sản xuất. AM mở ra những khả năng thiết kế mới”.
Một trong những điều kéo lùi sự tiến bộ trong thiết kế, tạo ra sản phẩm mới chính là tư duy không dám chấp nhận mạo hiểm của các nhà thiết kế; nhưng công nghệ in 3D sẽ giúp cải thiện vấn đề này.
“Trước đây, quá trình tạo một sản phẩm tốn nhiều chi phí và thời gian. Điều đó dẫn đến sự bảo thủ của nhà thiết kế. Phải mất 1 năm để phát triển một lưới tuabin khí và nếu có trục trặc thì mất thêm 1 năm để sửa chữa. Giờ đây, các nhà thiết kế có thể tự do thử nghiệm bất cứ sản phẩm nào và khi thất bại, họ có thể tiếp tục thử nghiệm mà không tốn thêm chi phí của công ty” - ông Navrotsky nói.
Điều này dẫn đến sự gia tăng đột biến các đổi mới sáng tạo trong công ty. "Nếu bạn mơ về nó, bạn có thể in nó ra” - Thorbjoern Fors - Giám đốc điều hành của Siemens Distributed Generation Service - nói.
Có thể lấy ví dụ từ việc sản xuất các lưỡi dao cho tuabin khí của Siemens. Trước đây, họ dùng kim loại cứng và không thể tạo cấu trúc lưới cho chúng. In 3D cho phép làm điều này và kết quả là cấu trúc lưới đã tăng sức mạnh cho tuabin dù tốn ít vật liệu và thời gian chế tạo. Lưỡi dao kiểu mới cũng nhẹ hơn, tiêu tốn ít năng lượng và giảm nhiệt độ khi xoay. “Nếu nhiệt độ lưỡi dao giảm được 100C, bạn có thể tăng tuổi thọ sản phẩm lên 50%” - Navrotsky hé lộ.
Ngoài ra, in 3D cũng khiến việc thay thế các thiết bị hỏng hóc trở nên dễ dàng, tiết kiệm hơn. Lưỡi dao vốn là bộ phận nhanh hỏng nhất trong tuabin và khi đó, mọi bộ phận đi kèm đều bị tháo để thay thế dù còn tốt, nhưng nay Siemens có thể in ra lưỡi dao mới để thay cái bị hỏng.
Mặc dù không phải là câu trả lời cho mọi vấn đề sản xuất nhưng in 3D có thể tạo ra các sản phẩm, bộ phận có giá trị và phức tạp trong thời gian giới hạn với khả năng đặc biệt là giảm trọng lượng sản phẩm.
Đó là lý do công nghệ này được áp dụng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe và các ngành ôtô, hàng không, năng lượng. "Trong 5 năm tới, tôi tin rằng công nghệ này sẽ cho phép chúng tôi cắt giảm 50% chi phí. AM sẽ tự động tạo ra thêm các đổi mới sáng tạo" - Navrotsky nói.