※ Hình ảnh các sản phẩm mẫu in bằng loại đầu phun mới (Nguồn: Gizmag)
Các doanh nhân ở Đan Mạch đã có một bước tiến lớn, nâng cao khả năng ứng dụng của máy in 3D trong đời sống thường nhật bằng một thiết kế đầu phun mới với tên gọi Diamond Hotend, là đầu in đơn nhưng lại có thể hoà trộn nhiều sợi vật liệu với màu sắc khác nhau để tạo thành màu sắc mới.
Loại máy in 3D phổ biến nhất hiện nay để dành trong gia đình hoặc những người có sở thích “nghịch ngợm” là dạng máy in kiểu đùn FDM (Fused Deposition Modeler). Nguyên lý của loại máy in này đó là làm nóng chảy những sợi vật liệu nhựa bằng một đầu nhiệt (gọi là “hot end”) và đùn chúng qua một đầu in (nozzle), tương tự như việc bạn phun kem lên một chiếc bánh gato.
Những đầu nhiệt hiện tại thường chỉ có khả năng làm nóng chảy một sợi vật liệu tại một thời điểm. Có nghĩa là để máy in 3D có thể xử lý nhiều màu sắc khác nhau, người sử dụng trên lý thuyết sẽ cần những đầu nhiệt khác nhau dành riêng cho từng sợi vật liệu ứng với từng màu. Điều này sẽ gặp phải những khó khăn như: các đầu in phải có cùng độ cao so với bề mặt làm việc, nếu không chúng sẽ bị va quệt và làm hỏng lớp in của những đầu khác, khoảng cách giữa các đầu in phải được tinh chỉnh cẩn thận và phần mềm điều khiển cũng phải được viết lại để đảm bảo các đầu in đều đùn vật liệu ra đúng vị trí mong muốn.
Thế nhưng đầu nhiệt mới tên gọi Diamond Hotend phát triển bởi một công ty chuyên về máy in 3D RepRap.me đã có khả năng giải quyết được phần lớn các vấn đề trên bằng cách kết hợp ba buồng nhiệt trên chỉ một đầu in duy nhất, tạo nên một loại đầu nhiệt 3D mới với khả năng in nhiều màu khác nhau.
Ý tưởng của công nghệ này khá đơn giản. Đầu nhiệt sẽ có ba buồng nhận ba sợi vật liệu khác nhau và hoà trộn ở một đầu in trung tâm. Diện tích hoà trộn thực (nơi mà cả ba buồng nhiệt gặp nhau) tương đối nhỏ và đầu in có hình dạng như một viên kim cương (diamond). Đó là lý do tại sao thiết bị lại có tên là Diamond Hotend.
So với những hệ thống đa đầu phun, Diamond Hotend có khá nhiều lợi thế. Do chỉ sử dụng một đầu in duy nhất, thiết bị sẽ không cần phải tinh chỉnh quá phức tạp và giảm thiểu chi phí do phải trang bị nhiều đầu in, đồng thời tranh được việc các đầu in va quệt vào sản phẩm. Diamond Hotend có thể hoà trộn màu sắc và vật liệu với nhau để tạo ra màu mới nên cũng không bị giới hạn về màu sắc thể hiện.
Tuỳ vào cách thực đầu phun hoạt động mà thiết bị có thể tạo ra các hiệu ứng màu sắc phụ khác nhau cho phù hợp ý đồ của người sử dụng. Ví dụ khi bạn muốn in một sản phẩm có một nửa là màu xanh và một nửa là màu đỏ. Khi sản phẩm đang in màu xanh, bạn có thể lập trình để thiết bị in ra một khoảng màu thừa “waste tower”, thông qua đó làm sạch phần vật liệu màu xanh còn dư trong đầu in trước khi tiến hành in màu đỏ. Kết quả là bạn sẽ có một sản phẩm với hai nửa màu sắc hoàn toàn tách biệt. Hoặc bạn cũng có thể để cho máy in trộn màu dần dần, kết quả sẽ là một sản phẩm với hai màu xanh đỏ và một khoảng chuyển giữa hai màu đó.
Theo Kenneth Weiss, cựu kỹ sư của một công ty hàng đầu về thiết bị y tế, người đang cùng tham gia dự án này với Peter Bogely, vấn đề chính ở đây là xây dựng các bản vá, gói phần mềm dành cho Slicer (một phần mềm mở chuyên dụng cho máy in 3D khá phổ biến hiện nay) để các máy in được trang bị Diamond Hotend chấp nhận cách thức hoà trộn vật liệu này. Ông cho biết: “Vẫn còn rất nhiều kỹ thuật in thú vị khác có thể thực hiện với thiết bị này mà chúng tôi chưa biết. Vậy nên tôi thật sự háo hức muốn thấy những sáng tạo của cộng đồng với từ loại thiết bị mới này.”
Cũng xin nhắc lại, Diamond Hotend được thiết kế như một thiết bị bổ sung cho máy in 3D sẵn có. Thiết bị chỉ bao gồm một đầu nhiệt, ba buồng in và ba stepper motor để đẩy vật liệu qua đầu in. Bảng mạch điều khiển của máy in 3D có sẵn sẽ cần phải có khả năng mở rộng thêm ba motor hoặc bạn sẽ cần phải có một bảng điều khiển khác.
Hiện tại thiết bị này đang được gây quỹ cộng đồng trên Kickstarter và đã sớm vượt qua mức đầu tư mong đợi 21.200 USD. Dự kiến thiết bị sẽ được sản xuất hàng loạt từ tháng 6 năm nay.
Công ty thiết kế đằng sau thiết bị này hy vọng trong tương lai thiết bị có thể sử dụng để 5 màu riêng biệt, đỏ, xanh, xanh dương, trắng và đen để mở rộng khoảng màu có thể đáp ứng.
Bạn đọc quan tâm có thể xem thêm về thiết bị này trong clip dưới đây.
https://www.youtube.com/watch?v=sCkK9oUHncQ
Biên dịch: Trungmaster, theo Gizmag
