Khi công nghệ in 3D, với lợi thế cốt lõi “số hóa + cá nhân hóa”, lan rộng trong ngành công nghiệp sản xuất toàn cầu, quy mô ngành đang tăng trưởng theo cấp số nhân. Tuy nhiên, vấn đề “tiêu thụ cao và lãng phí lớn của bột kim loại” đã trở thành nút thắt quan trọng hạn chế sự phát triển ngành thêm nữa. Navector (Thượng Hải) Screening Technology Co., Ltd đã dày công nghiên cứu trong lĩnh vực sàng lọc chính xác suốt 20 năm và đã cho ra đời hệ thống NMS Series 3D Printing Additive Recycling, nhằm giải quyết những vấn đề trọng yếu của ngành qua đổi mới công nghệ, cung cấp động lực cốt lõi cho sự phát triển 3D in quy mô lớn và thân thiện với môi trường.
I. Công Nghệ In 3D: Từ Phòng Thí Nghiệm Đến Kỷ Nguyên Sản Xuất Quy Mô Lớn
Trong những năm gần đây, công nghệ in 3D đã phát triển từ một công nghệ thí nghiệm thành một công cụ quan trọng trong sản xuất hiện đại. Công nghệ này dựa trên nguyên lý chế tạo vật liệu theo từng lớp, giúp hình thành các bộ phận cấu trúc phức tạp một cách hiệu quả và nâng cao tính linh hoạt trong sản xuất cũng như tự do thiết kế.
Trong những năm qua, in 3D không chỉ được áp dụng rộng rãi trong phát triển mẫu thử, mà còn mở rộng ra sản xuất hàng loạt và sản xuất theo yêu cầu, đặc biệt trong các ngành như hàng không vũ trụ, chế tạo ô tô, thiết bị y tế… trở thành một phương pháp sản xuất tiên tiến không thể thiếu.
Cùng với sự tiến bộ liên tục của công nghệ, hệ thống vật liệu in 3D cũng ngày càng phong phú, từ nhựa, kim loại đến gốm sứ và vật liệu composite, hầu hết các loại vật liệu đều đã được áp dụng trong in 3D. Đồng thời, phạm vi ứng dụng của công nghệ này không ngừng mở rộng, không chỉ dừng lại ở sản xuất mẫu thử, mà còn mở rộng sang sản xuất các bộ phận chức năng và từng bước tiến vào sản xuất các sản phẩm cuối cùng.
Công nghệ in 3D đang thay đổi sâu sắc mô hình sản xuất truyền thống. Nó không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn thúc đẩy mạnh mẽ quá trình phát triển sản xuất cá nhân hóa. Có thể nói, công nghệ này đã trở thành một trong những động cơ chính thúc đẩy quá trình chuyển mình và nâng cấp của ngành sản xuất hiện đại.
II. Những Thách Thức Mà Ngành In 3D Đang Đối Mặt
Mặc dù công nghệ sản xuất cộng thêm đang phát triển nhanh chóng, nhưng trong việc ứng dụng thực tế và mở rộng quy mô, ngành vẫn phải đối mặt với nhiều trở ngại, đặc biệt là trong việc sử dụng vật liệu và công nghệ tái chế.
1. Lãng phí vật liệu và áp lực chi phí
Hiệu quả sử dụng nguyên liệu trong quá trình in 3D vẫn cần được cải thiện, đặc biệt là trong việc sử dụng các vật liệu cao cấp như bột kim loại, bột gốm. Mặc dù công nghệ này sử dụng phương pháp chế tạo từng lớp, nhưng mỗi lần in vẫn tạo ra vật liệu thừa không sử dụng được. Đối với bột kim loại có giá trị cao, sự lãng phí này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất một cách đáng kể mà còn là thách thức đối với việc sử dụng bền vững tài nguyên.
2.Rào cản công nghệ trong tái chế và tái sử dụng bột
Tái chế bột là một khâu quan trọng trong quy trình in 3D, nhưng việc tái sử dụng bột vẫn còn rất nhiều thách thức kỹ thuật.
- Ô nhiễm bột và suy giảm hiệu suất: Khi tần suất tái sử dụng bột tăng lên, hình dạng hạt và các tính chất vật lý của bột sẽ thay đổi, dẫn đến sự suy giảm tính ổn định chất lượng. Ví dụ, bột kim loại sau nhiều lần sử dụng có thể bị oxy hóa, vỡ hoặc co lại kích thước hạt, làm giảm độ bền, độ chính xác và chất lượng bề mặt của sản phẩm. Đặc biệt trong các ngành như hàng không vũ trụ và thiết bị y tế, sự thay đổi chất lượng của bột sẽ trực tiếp đe dọa độ tin cậy và an toàn của sản phẩm cuối cùng.
- Mất mát vật liệu trong quá trình tái chế: Công nghệ tái chế hiện nay vẫn chưa thể thu hồi hoàn toàn bột, một phần bột mịn bị mất trong quá trình sàng lọc và xử lý. Ngoài ra, bột tái chế cần được làm sạch và sàng lọc kỹ càng để loại bỏ tạp chất, đảm bảo chất lượng khi sử dụng lại.
3.Thách thức từ quy định về môi trường và quản lý chất thải
Khi các quy định bảo vệ môi trường trên toàn cầu ngày càng nghiêm ngặt, ngành sản xuất phải đối mặt với yêu cầu cao hơn về quản lý chất thải và tái chế tài nguyên. Mặc dù in 3D có lợi thế trong việc giảm mài mòn dụng cụ và giảm thiểu tiêu thụ vật liệu, nhưng vẫn còn thiếu sót trong việc xử lý chất thải và lãng phí vật liệu, cần phải ứng phó hệ thống qua công nghệ và quản lý.
4.Thách thức về quy mô sản xuất và hiệu quả
Mặc dù công nghệ in 3D có lợi thế rõ rệt trong sản xuất mẫu thử và sản xuất theo yêu cầu, nhưng khi đẩy mạnh sản xuất hàng loạt, hiệu quả sản xuất và kiểm soát chi phí vẫn phải đối mặt với nhiều rào cản.
- Hiệu quả sản xuất chưa tối ưu: So với phương pháp sản xuất hàng loạt truyền thống, tốc độ sản xuất của in 3D còn khá chậm, đặc biệt là khi chế tạo các bộ phận có cấu trúc phức tạp, đòi hỏi thời gian và chi phí cao hơn. Dù một số thiết bị in gần đây đã có bước đột phá về tốc độ, nhưng trong việc đáp ứng nhu cầu sản xuất quy mô lớn, vẫn cần phải tìm ra sự cân bằng hiệu quả giữa tốc độ, chi phí và chất lượng.
- Rào cản về khả năng tương thích giữa thiết bị và vật liệu: Các thiết bị in 3D hiện nay chưa hoàn toàn tương thích với nhiều loại vật liệu. Các công nghệ in khác nhau (như FDM, SLS, SLA) có yêu cầu riêng về tính năng vật liệu, làm cho quá trình chọn thiết bị và phù hợp vật liệu trở nên khá phức tạp. Ngoài ra, một số vật liệu cao cấp (như hợp kim titan, bột hợp kim nhôm) có giá thành cao và biến động lớn, càng hạn chế tính khả thi kinh tế khi sử dụng công nghệ này trong sản xuất quy mô lớn.
5.Thiếu tiêu chuẩn hóa và hệ thống quy định ngành
Khi công nghệ in 3D vẫn tiếp tục tiến triển, hệ thống tiêu chuẩn và quy định ngành vẫn chưa đầy đủ. Việc thiếu hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật thống nhất dẫn đến sự khác biệt trong yêu cầu kỹ thuật giữa các công ty và khu vực, gây ra vấn đề về tính tương thích giữa vật liệu, thiết bị và quy trình.
III. Lợi Thế Của Hệ Thống NMS Series 3D Printing Additive Recycling Từ Navector
Để giải quyết các thách thức trên, Navector (Thượng Hải) Screening Technology Co., Ltd đã ra mắt hệ thống NMS Series 3D Printing Additive Recycling, được thiết kế đặc biệt để giải quyết vấn đề lãng phí vật liệu, tái chế bột và tái sử dụng. Hệ thống này mang lại nhiều lợi thế công nghệ rõ rệt:
- Tái chế vật liệu hiệu quả: Hệ thống NMS sử dụng công nghệ sàng lọc tiên tiến để tái chế và lọc bột thừa từ quá trình in, tối đa hóa việc sử dụng vật liệu, giảm lãng phí và giảm chi phí sản xuất.
- Đảm bảo chất lượng bột: Hệ thống có khả năng loại bỏ tạp chất trong bột, đảm bảo chất lượng và hiệu suất của bột tái chế.
- Vận hành tự động thông minh: Hệ thống NMS trang bị hệ thống điều khiển tự động, giảm thiểu sự can thiệp của con người, nâng cao hiệu suất công việc và giảm rủi ro an toàn.
- Linh hoạt đáp ứng nhu cầu ngành: Hệ thống này cung cấp giải pháp tái chế và tái sử dụng vật liệu tùy chỉnh cho các loại vật liệu khác nhau, từ kim loại, nhựa, đến vật liệu composite.
- Hỗ trợ sản xuất xanh: Hệ thống này không chỉ nâng cao hiệu quả tái chế vật liệu mà còn giúp doanh nghiệp chuyển sang mô hình sản xuất thân thiện với môi trường.
Với sự phát triển của công nghệ sản xuất cộng thêm theo hướng quy mô lớn, chức năng và tùy chỉnh, tái chế vật liệu và tái sử dụng đã trở thành một lĩnh vực then chốt giúp doanh nghiệp nâng cao khả năng cạnh tranh và chuyển đổi xanh. Hệ thống NMS của Navector tập trung vào các vấn đề trọng yếu và cung cấp giải pháp công nghệ hệ thống, thúc đẩy ngành tiến tới hướng hiệu quả và bền vững hơn.
Với yêu cầu sản xuất hiện đại “ít nguyên liệu đầu vào, cao hơn hiệu quả sử dụng tài nguyên, mạnh mẽ hơn trong năng suất sản xuất, giảm tải môi trường”, hệ thống NMS không chỉ là một thiết bị, mà còn là sự nâng cấp trong triết lý sản xuất, trở thành nền tảng quan trọng để hỗ trợ sự phát triển xanh của ngành sản xuất trong tương lai.
