Tip:
Highlight text to annotate it
X
Translator: Hiếu Nguyễn Chí Reviewer: Tran Le
Tôi rất vui mừng được ở đây tối nay
để chia sẻ với quí vị vài điều chúng tôi đã đang nghiên cứu
hơn 2 năm qua,
và nó nằm trong lĩnh vực sản xuất đầy mê hoặc,
cũng được gọi là In 3D.
Quí vị có thể nhìn thấy vật thể đây.
Nó nhìn có vẻ khá đơn giản, nhưng nó cũng đồng thời khá phức tạp.
Nó là một khối các cấu trúc trắc địa đồng tâm
với các liên kết giữa chính chúng.
Trong bối cảnh đó, nó không thể sản xuất được bằng các công nghệ sản xuất truyền thống.
Nó có một sự đối xứng mà quí vị không thể nào tạo khuôn được.
Quí vị thậm chí không thể tạo ra nó bằng cách khắc cạnh được.
Đây là một công việc của máy in 3D,
nhưng hầu hết máy in 3D đều mất từ 3 đến 10 tiếng để chế tạo nó,
và chúng tôi sẽ liều thử trong tối nay cố để tạo ra nó trên sân khấu này
trong suốt 10 phút nói chuyện này.
Cầu mong chúng tôi được may mắn.
Ngày nay, In 3D thật ra là một sự nhầm tên.
Nó thật ra là In 2D lặp đi lặp lại,
và trong thực tế nó sử dụng các công nghệ in của kỹ thuật in 2D.
Hãy nghĩ về công nghệ in phun mà quí vị dùng mực in trên trang giấy để tạo ra các mẫu tự,
và sau đó làm đi làm lại để tạo ra một đối tượng 3 chiều.
Trong vi điện tử, họ dùng cái
được gọi là thuật in thạch bản để làm các công việc tương tự,
để tạo ra các transitor và các bản mạch tích hợp
và xây dựng một cấu trúc trong nhiều lần.
Đó tất cả đều là những công nghệ in 2D.
Tôi là một nhà hóa học, cũng là một nhà khoa học vật liệu,
và những người đồng phát minh cũng là những nhà khoa học vật liệu,
một người bên hóa học, một người bên vật lý,
và chúng tôi đã bắt đầu bị mê hoặc trong lĩnh vực in 3D.
Và rất thường xuyên, như các bạn biết đấy, những ý tưởng mới thường là những mối liên kết giản đơn
giữa những người với những kinh nghiệm khác nhau trong những cộng đồng khác nhau,
và đó là câu chuyện của chúng tôi.
Chúng tôi đã được truyền cảm hứng
từ cảnh phim của bộ phim "Terminator 2" về robot T-1000,
và chúng tôi nghĩ, tại sao máy in 3D lại không thể vận hành theo kiểu này,
bạn có một vật thể trồi lên từ vũng nước
trong thời gian thực cần thiết
không chất thải cần thiết
để tạo ra một vật thể tuyệt vời?
Okay, giống như trong các bộ phim.
Và liệu chúng ta có thể lấy cảm hứng từ Hollywood
và đưa ra những cách để làm cho nó hiện thực thật sự?
Và đó là thử thách của chúng tôi.
Và giải pháp có thể được, nếu chúng tôi làm được điều này,
thì chúng tôi có thể giải quyết căn bản 3 vấn đề kiềm hãm công nghệ in 3D
trở thành một qui trình sản xuất.
Một, In 3D mất mãi mãi.
Nấm còn mọc nhanh hơn là các thành phần phần được in 3D. (Cười)
Việc xử lý hết lớp này đến lớp khác
dẫn đến những khuyết điểm trong các đặc tính kỹ thuật,
và nếu chúng tôi phát triển liên tục, chúng tôi có thể loại bỏ những khiếm khuyết này.
Và thật sự, nếu chúng tôi có thể phát triển nhanh, chúng tôi cũng có thể bắt đầu sử dụng vật liệu
tự khắc phục, và chúng tôi có thể sẽ có những thứ rất tuyệt vời.
Vì thế nếu chúng tôi làm được điều này, bắt chước Hollywood,
chúng tôi thật sự có thể xử lý việc sx 3D.
Giải pháp của chúng tôi là sử dụng các kiến thức cơ bản
trong hóa học polymer
để sử dụng ánh sáng và khí oxy để gia tăng các thành phần một cách liên tục.
Ánh sáng và khí oxy hoạt động theo nhiều cách khác nhau.
Tia sáng có thể dùng nhựa thông và chuyển đổi chúng sang thể rắn,
có thể chuyển đổi một chất lòng sang rắn.
Khí oxy thì kiềm chế quá trình đó.
Vì thế tia sáng và khí oxy là các địa cực đối đầu nhau
từ cái nhìn của hóa học,
và nếu chúng tôi có thể kiểm soát tia sáng và khí oxy có trong không gian,
thì chúng ta có thể kiểm soát quá trình này.
Và chúng tôi gọi nó là CLIP. (Continuous Liquid Interface Production.)
Nó có 3 thành phần chức năng.
Một là, nó có một hồ chứa chứa vũng nước nhỏ,
giống như robot T-1000.
Dưới đấy hồ là một cửa sổ đặc biệt.
Tôi sẽ trở lại vấn đề này sau.
Ngoài ra, nó có 1 cái bệ dùng để hạ thấp xuống vùng nước
và kéo vật thể ra khỏi chất lỏng.
Thành phần thứ 3 là một hệ thống máy chiếu tia sáng kĩ thuật số
năm phía dưới cái hồ,
chiếu sáng bằng tia sáng nằm trong vùng cực tím.
Mấu chốt là cái tấm kính nằm dưới đáy cái hồ này,
nó là một hỗn hợp, nó là một tấm kính rất đặc biệt.
Nó không những trong suốt với ánh sáng mà còn khí oxy còn có thể thấm qua được.
Nó có những thuộc tính giống như một kính áp tròng.
Vì vậy chúng ta có thể nhìn thấy quá trình xử lý như thế nào.
Quí vị có thể bắt đầu thấy rằng khi bạn hạ cái bệ xuống,
theo qui trình truyền thống, với một tấm kính thẩm thấu oxy,
bạn tạo ra một mô hình 2 chiều
và cuối cùng bạn gắn lại vào tấm kính với một tấm kính truyền thống,
và để tạo ra lớp kế tiếp, bạn phải tách rời nó,
đưa vào lớp nhựa mới, sắp xếp nó lại,
và thực hiện quá trình này hết lần này lần khác.
Nhưng với tấm kính đặc biệt của chúng tôi,
cái mà chúng ta có thể làm là, với khí oxy đi xuyên qua đáy
khi tia sáng chiếu trúng vào nó,
oxy sẽ kiềm hãm phản ứng,
và chúng ta tạo ra một vùng nước đọng.
Vùng nước đọng này là một sự sắp xếp của hàng chục micron mỏng,
có đường kính gấp 2 hoặc 3 đường kính của một tế bào máu đỏ,
ở ngay trên bề mặt tấm kính chứa chất lỏng,
và chúng tôi kéo vật thể lên,
và như chúng tôi đã nói trên báo Khoa Học,
khi chúng tôi thay đổi lượng oxy, chúng tôi có thể thay đổi độ dày của vùng nước.
Và như vậy chúng tôi có một số các biến cần điều khiển: lượng oxy,
ánh sáng, cường độ ánh sáng, liều lượng xử lý,
tính sệt, hình học,
và chúng tôi sử dụng một phần mềm khá phức tạp để điều khiển quá trình này.
Kết quả khá là kinh ngạc.
Nó nhanh gấp 25 đến 100 lần so với in 3D thông thường,
và sẽ thay đổi luật chơi.
Thêm vào đó, với khả năng cung cấp chất lỏng cho bề mặt,
chúng tôi tin rằng có thể làm nhanh hơn 1000 lần,
và sẽ thật sự mở ra cơ hội để sinh ra rất nhiều nhiệt,
và là một kỹ sư hóa học, tôi rất thích thú với việc truyền tải nhiệt
và ý tưởng rằng chúng ta một ngày nào đó có thể có máy in nước đá 3D,
bởi vì chúng hoạt động rất nhanh.
Thêm nữa, bởi vì chúng ta đang tạo ra vật thể, chúng ta sẽ loại bỏ đi các layer,
và các thành phần sẽ chắc như đá.
Bạn không thể nhìn thấy cấu trúc bề mặt.
Bạn sẽ có bề mặt phân tử mượt mà.
Và các đặc tính kỹ thuật của hầu hết các thành phần được làm từ máy in 3D
đều khét tiếng là có những thuộc tính phụ thuộc và sự định hướng
khi bạn in nó, bởi vì có cấu trúc giống các lớp.
Nhưng khi bạn tạo những vật như thế này,
các thuộc tính sẽ cố định so với hướng in.
Chúng giống như những bộ phận được đúc khuôn bằng nhiệt,
rất khác biệt so với việc sx 3D truyền thống.
Thêm vào đó, chúng ta có thể quăng vào đó
toàn bộ cuốn sách hóa học bằng polymer,
và chúng ta có thể thiết kế những chất hóa học mà có thể giúp tạo ra những thuộc tính
mà bạn thực sự muốn cho vật thể in 3D.
(Vỗ tay)
Đây nó đây. Tuyệt vời.
Quí vị luôn chịu rủi ro rằng những thứ như vậy thường ko hoạt động, đúng ko?
Nhưng chúng tôi có thể có những vật liệu với những thuộc tính kỹ thuật tuyệt vời.
Lần đầu tiên, chúng ta có thể có những chất đàn hồi
có tính co giãn cao hoặc giữ ẩm cao.
Ví dụ, hãy nghĩ đến việc kiểm soát độ rung hoặc các giày đế mềm hữu ích.
Chúng ta có thể tão ra những vật liệu có sức bền lạ thường,
có tỉ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao, những vật liệu thật sự chắc chắn,
đàn hồi tuyệt vời,
có thể ném xuống cho khán giả dưới kia.
Những thuộc tính vật liệu tuyệt vời.
Và cơ hội là đây, nếu bạn thật sự làm ra một bộ phận
mà có những thuộc tính để là một bộ phận hoàn hảo,
và bạn làm nó với tốc độ tốc độ thay đổi,
bạn thật sự có thể làm chuyển biến việc sx.
Tại thời điểm này, trong sản xuất, những gì đang diễn ra,
chỉ là cái gọi là 1 tên gọi kts trong sx kts.
Chúng tôi đi từ một bản vẽ CAD, một mẫu tk, đến một nguyên mẫu để sx.
Thông thường, tên gọi KTS bị bẻ gãy ngay tại bước tạo nguyên mẫu,
bởi vì bạn ko thể làm cách nào để sản xuất
bởi vì hầu hết các bộ phận đều không có những đặc tính để là một bộ phận hoàn chỉnh.
Chúng tôi giờ có thể kết nối tên gọi kts
hoàn toàn từ thiết kế đến sx nguyên mẫu đến sx hàng loạt,
và cơ hội đó thật sự mở ra nhiều thứ,
từ những chiếc xe tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn những hàng rào lưới sắt to lớn
với độ chịu trọng lượng cao,
những cánh tuabin mới, hầu như tất cả những vật tuyệt vời.
Hãy thử nghĩ bạn đang cần một thiết bị đặt bên trong cơ thể trong trường hợp khẩn cấp,
thay vì vị bác sĩ lấy 1 thiết bị có kích cỡ chuẩn
ra khỏi kệ,
việc có được 1 thiết bị được thiết kế riêng cho bạn, cho riêng cơ thể bạn
với những đặc thù riêng của bạn,
được in ra trong trường hợp khẩn cấp trong thời gian thực với những thuộc tính
mà một thiết bị có thể chịu được độ bền sau 18 tháng: thật sự là một thay đổi.
Hoặc là nha khoa KTS, làm ra những dạng cấu trúc này
thậm chí khi bạn còn đang ngồi trên ghế nha sĩ nữa.
Và hãy nhìn vào những kiến trúc mà các sinh viên của tôi đang làm
tại Đại học Bắc Carolina.
Chúng thật là những cấu trúc thu nhỏ tuyệt vời.
Như bạn biết đó, thế giới này thật tốt đẹp với những vi vật thể.
Định luật Moore nói có những vật nhỏ từ 10 micron và hơn nữa.
Chúng tôi có thể tạo ra được vậy,
nhưng thật sự rất khó để tạo ra những vật từ 10 đến 1000 micron,
1 tỉ lệ trung gian.
Và kỹ thuật chiết suất từ ngành công nghiệp silicon
không thể làm tốt điều đó.
Chúng ko thể khắc những miếng mỏng tốt được.
Nhưng qui trình này lại rất nhẹ nhàng êm ái,
chúng ta có thể lôi những vật thể lên từ dưới
sử dụng chất phụ gia sản xuất
và tạo ra những vật tuyệt hảo trong vòng mươi giay,
mở ra công nghệ cảm biến mới,
kỹ thuật cung ấp thuốc mới,
những ứng dụng thư viện trên 1 chip, thứ thật sự làm thay đổi thế giới.
Cơ hội để tạo ra 1 bộ phận trong thời gian thực
có những thuộc tính để làm 1 bộ phận hoàn hảo
thật sự mở ra công nghệ sx 3D,
và đối với chúng tôi, diều này thật sự rất thú vị, bởi vì nó thật sự là sở hữu
sự giao thoa giữa phần cứng, phần mềm và khoa học phân tử,
và tôi háo hức để xem các designer và các kỹ sư trên toàn thế giới
dự định sẽ làm gì với công cụ tuyệt vời này.
Cám ơn các bạn đã lắng nghe.
(Vỗ tay)