Thêm đột phá trong vật liệu in 3D

Nghiên cứu đánh dấu bước đột phá trong nỗ lực phát triển vật liệu mới cho công nghệ in 3D, hỗ trợ hiệu quả hoạt động sản xuất quy mô lớn các sản phẩm hiệu suất cao.

In 3D hay còn gọi là công nghệ bồi đắp vật liệu, là một chuỗi kết hợp các công đoạn khác nhau để tạo ra một vật thể 3 chiều. In 3D đã trở thành một công nghệ quan trọng trong nhiều lĩnh vực sản xuất, nhất là công nghiệp thời trang, thực phẩm, thể thao,... nhờ khả năng tùy chỉnh trong tạo hình sản phẩm. Tuy nhiên, khả năng sản xuất hàng loạt của công nghệ này vẫn gặp phải rào cản nhất định, do tốc độ in thấp và tính chất cơ học không đủ mạnh. 

Những tiến bộ gần đây trong công nghệ in 3D siêu nhanh bằng nhựa hoạt hóa (photo-polymers) đã loại bỏ vấn đề về hiệu quả sản xuất. Tuy nhiên, hiệu suất cơ học của các loại vật liệu nhựa polymer thông thường trong in 3D vẫn kém xa so với những kết quả in sử dụng kỹ thuật in truyền thống. 
Nhà khoa học Phương Tử Chính (Fang Zizheng) từ Đại học Chiết Giang cho rằng cần thay đổi đặc tính vật liệu để có thể nâng cao tính ứng dụng thực tế và hiệu quả của công nghệ in 3D.

Do đó, nhóm đã nghiên cứu và phát triển được nhựa in 3D tạo ra chất đàn hồi có độ bền kéo lên tới  94,6 MPa và độ dẻo dai 310,4 MJ m-3. Cả hai chỉ số này đều cho thấy tính năng vượt xa so với bất kỳ vật liệu đàn hồi in 3D nào. Độ bền kéo là đặc tính chịu được lực kéo đứt vật liệu.

Trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã sử dụng vật liệu mới để in một dây cao su, sau đó kiểm tra độ bền của dây. Kết quả cho thấy, dây cao su có thể được kéo dài gấp 9 lần chiều dài ban đầu và chịu được độ bền kéo 94 MPa mà không bị đứt. Ngoài ra, vật liệu mới còn được sử dụng để tạo ra những đồ vật khác như bóng bay có khả năng chống đâm thủng. 

Theo Giáo sư Ngô Kinh Quân (Wu Jingjun), Đại học Chiết Giang, nghiên cứu mới tạo bước đột phá về vật liệu trong công nghệ in 3D, mở rộng cơ hội sử dụng vật liệu này trong sản xuất quy mô lớn các sản phẩm hiệu suất cao.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.

Nguyễn Hà (TTXVN)