Additive manufacturing là gì ? Trong Thời Đại 4.0

Hiện nay, công nghệ in 3D(Additive manufacturing) không còn quá xa lạ với đa số người nữa, vậy tầm quan trọng của Additive manufacturing là gì trong thời đại 4.0 này. Cùng Binduongrandview tìm hiểu bài này nhé

Additive manufacturing

Additive manufacturing là gì

additive manufacturing là công nghệ chế tạo đắp lớp, hay có cách gọi khác là công nghệ in 3D, là một các bước dẫn đến vật thể trong không gian 3 chiều, chất liệu sẽ được đắp lên và hình thành dưới sự điều khiển của máy tính.

Với các phần mềm thiết kế hay các file thiết kế chuyên dùng(như AMF ..), vật thể được in 3D đảo bảo đúng với phong cách thiết kế và không hề bị giới hạn bởi bất cứ hình khối nào khác.

Hiện nay, dạng in 3D được ứng dụng phổ biến nhất chính là in nổi thạch bản

(stereolithography), đây chính là công nghệ làm cứng dung dịch polymer lỏng theo khuôn mẫu bằng công nghệ tia laser.

Trong khi đó, khái niệm chế tạo đắp lớp lại bao hàm công nghệ rộng hơn trong công nghệ in 3D.

Ngày nay tại Việt Nam, mọi người có khả năng dễ dàng tìm cho mình 1 xưởng in 3D tại các thành phố lớn để phục vụ cho các bước của mình. Điều này chứng tỏ công nghệ in 3D đang dần phát triển thành 1 xu hướng mới trong nền công nghiệp thiết kế.

Máy in 3D đã tham dự vào cuộc cách mạng 4.0 như thế nào

Bên cạnh các nền công nghiệp 4.0 như trí tuệ nhân tạo, robot, công nghệ nano , công nghệ Internet Vạn vật (IoT)….thì công nghệ in 3D được đánh giá là 1 thành phần điển hình nhất.

Trước hết, các mẫu in 3D đã đem đến hiệu quả các bước nhiều hơn cho các kỹ sư và nhà thiết kế. Trước đây, các khuôn mẫu sản phẩm phải được làm trước 1 sản phẩm hay được đúc thử để tham gia vào việc kiểm định.

Additive manufacturing

Còn với công nghệ in 3D, quá trình này đã được tăng trưởng và rút ngắn thời gian, giúp cho những nhà sản xuất đưa ra ý tưởng của mình một cách nhanh chóng và tốn ít kinh phí hơn trước.

Theo như nhận định của trang Fabbaloo thì công nghệ in 3D chính là 1 phương thức sản xuất linh hoạt nhất hiện nay.

Tuy nhiên, không vì thế mà công nghệ này không xảy ra điểm yếu, phần nhiều máy in 3D đều hoạt động một cách đơn lẻ, không xảy ra sự giao tiếp với tự nhiên được.

Nếu rất có khả năng tự động vận hành và điều khiển thì máy in 3D sẽ trở thành một trong mỗi phần quan trọng của nền công nghiệp 4.0.

Thực tế thì những máy in 3D hiện nay vẫn rất cần được có người đổ đầy nguyên liệu, cần người lấy thành phẩm hay rất cần được có người vận hành trực tiếp bằng tay. Vì vậy, để rất có khả năng tham gia vào cuộc cách mạng này, máy in 3D rất cần được giải quyết được bài toán này.

Đó chính là hướng đi cơ bản nhất để các máy in 3D rất có khả năng trở thành một trong mỗi phần trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 này.

Chúng ta đang ở GĐ nào của Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư?

Khái niệm Industry 4.0 hay là Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư lần thứ nhất được đề cập trong bản Kế hoạch hành động chiến lược công nghệ cao được chính phủ Đức trải qua năm 2012.

Theo GS. Klaus Schwab, chủ tịch Diễn đàn Kinh tế Thế giới, Industry 4.0 (tiếng Đức là Industrie 4.0) hay Cuộc cách mạng công nghiệp thứ tư (FIR), là một thuật ngữ gồm 1 loạt các công nghệ tự động hóa hiện đại, trao đổi dữ liệu và chế tạo.  FIR được định nghĩa là “một cụm thuật ngữ cho những công nghệ và khái niệm của tổ chức trong chuỗi giá trị” đi liền với những hệ thống vật lý trong không gian ảo, Internet của vạn vật và Internet của những dịch vụ.

Chúng ta đang ở thời kỳ đầu của Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. FIR đã bắt đầu vào thời điểm chuyển giao sang thế kỷ này và xây dựng dựa trên cuộc cách mạng số, đặc trưng bởi Internet ngày dần phổ biến và di động, bởi các cảm biến nhỏ và mạnh mẽ hơn với giá thành rẻ hơn, bởi trí tuệ nhân tạo và “học máy”.

Các công nghệ số với phần cứng máy tính, phần mềm và hệ thống mạng đang trở thành ngày dần phức tạp hơn, được tích hợp nhiều hơn thế và vì thế đang làm biến đổi xã hội và nền kinh tế thị trường toàn cầu.

Bằng cách kích hoạt các “nhà máy thông minh”, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư tạo ra một toàn cầu mà ở trong đó các hệ thống ảo và vật lý của chuỗi sản xuất trên toàn cầu rất có khả năng hợp tác với nhau một cách linh hoạt. Điều này cho phép tùy biến sản phẩm để thích hợp với khách hàng và tạo ra các mô hình hoạt động mới.

Đồng thời, các làn sóng của những đột phá xa hơn trong các lĩnh vực khác nhau từ mã hóa chuỗi gene cho tới công nghệ nano, từ các năng lượng tái tạo tới tính toán lượng tử. FIR là sự dung hợp của những công nghệ này và sự tương tác của chúng trên các lĩnh vực vật lý, số và sinh học, làm cho Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư về cơ bản khác với những cuộc cách mạng trước đó.

Trong cuộc cách mạng này, các công nghệ mới nổi và sự đổi mới trên diện rộng được khuếch tán nhanh hơn và thoáng rộng hơn so với những lần trước.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhì chưa tới được với 17% dân số của thế giới, tức ước tính khoảng gần 1,3 tỷ người vẫn chưa tiếp cận với điện. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba vẫn chưa tới được với hơn nửa dân số toàn cầu – có đến 4 tỷ người, phần nhiều đang sống tại các nước đang phát triển, vẫn thiếu tiếp cận Internet.

Với cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư này phát triển mạnh mẽ cả về quy mô lẫn tốc độ này, ai cũng rất có khả năng tham gia.

Cơ hội cho tất cả mọi người

Thử so sánh thành phố Detroit vào năm 1990 (là một trung tâm lớn của những ngành công nghiệp truyền thống) với Thung lũng Silicon vào năm 2014. Năm 1990, ba cty lớn nhất tại Detroit có vốn cổ phần hóa thị trường là 36 tỷ đô la Mỹ, doanh thu là 250 tỷ đô la Mỹ và có 1,2 triệu nhân viên. Trong năm 2014, ba cty lớn nhất ở Thung lũng Silicon có vốn cổ phần hóa thị trường cao hơn nữa một cách đáng kể (1,09 nghìn tỷ USD), tạo ra doanh thu tương tự như với ba cty ở Detroit khoảng 247 tỷ USD, tuy vậy với số nhân viên ít hơn khoảng 10 lần (137.000 nhân viên).

Thực tế, một đơn vị của cải vật chất được tạo ra ngày nay rất có khả năng sử dụng ít nhân công hơn so với 10 -15 năm trước, bởi các doanh nghiệp số có kinh phí biên gần bằng không. Ngoài ra, thực tế của thời đại số là nhiều doanh nghiệp mới đáp ứng “các hàng hóa thông tin” với những kinh phí lưu trữ, vận chuyển và nhân rộng hầu như bằng không. Một số cty có công nghệ đột phá dường như đòi hỏi ít vốn để phát triển. Ví dụ các doanh nghiệp như Instagram hay WhatsApp không đòi hỏi nhiều vốn để khởi nghiệp, đã thay đổi vai trò của vốn và quy mô kinh doanh trong bối cảnh của Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

Bên cạnh tốc độ và qui mô, Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư rất có khả năng được xem như là độc đáo vì sự hài hòa và tích hợp rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Ví dụ, ngày nay các công nghệ chế tạo số rất có khả năng tương tác với toàn cầu sinh học. Một số nhà thiết kế và KTS đã kết hợp giữa thiết kế bằng máy tính, chế tạo cộng (additive manufacturing), kỹ thuật vật liệu và sinh học tổng hợp cho những hệ thống tiên phong có liên quan đến sự tương tác giữa các vi sinh vật, cơ thể người, những sản phẩm con người tiêu thụ, và thậm chí cả những tòa nhà con người đang sinh sống.

Theo phân tích của những chuyên gia, Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư sẽ tạo ra các quyền lợi rất là to lớn, trong đó người tiêu dùng dường như được hưởng lợi nhiều nhất. Nó đã tạo ra các sản phẩm và dịch vụ mới với kinh phí không đáng kể phục vụ người tiêu dùng. Internet, phone thông minh và hàng chục ngàn các ứng dụng đang làm cho cuộc sống hiện đại của con người trở thành dễ dàng hơn và năng suất hơn. Chỉ không khó với cùng một thiết bị như một máy tính bảng, chúng ta có thể đọc sách, lướt web và tin tức liên lạc, sở hữu khả năng xử lý tương đương với 5.000 máy tính để bàn của 30 năm trước, với kinh phí lưu trữ tin tức gần như là bằng không (ngày nay lưu trữ 1GB có kinh phí trung bình ít hơn 0,03 USD một năm, so với hơn 10.000 USD thời điểm cách đây 20 năm).

Việt Nam trước vận hội mới

Trong bối cảnh Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đang diễn ra trên toàn cầu Việt Nam rất cần được có chiến lược phát triển ngành tự động hóa và công nghệ cao với 5 nội dung: Hợp tác mạnh mẽ giữa khoa học công nghệ và sản xuất, kinh doanh;  Đẩy mạnh đổi mới công nghệ trong khu vực doanh nghiệp tư nhân; Triển khai ứng dụng mạnh mẽ và thoáng rộng các công nghệ mới; Hợp tác quốc tế trong nghiên cứu kỹ phát triển và chuyển giao công nghệ; Ưu tiên tài trợ cho những tổ chức, cá nhân có thành tích khoa học công nghệ xuất sắc;

Cùng với đó là hai nhóm giải pháp cho những doanh nghiệp tại Việt Nam. Đầu tiên là nhóm giải pháp nối kết theo chiều đứng, tức là sẽ tích hợp công nghệ thông tin, phát triển những giải pháp CNTT mới, tích hợp từ các nhà cung ứng: cảm biến, hệ thống điều khiển, mạng truyền thông, các ứng dụng kinh doanh và chăm sóc khách hàng.

Tiếp đến là khoa học phân tích và quản lý dữ liệu. FIR sẽ tạo ra một lượng lớn dữ liệu. Thu thập, phân tích và xử lý dữ liệu lớn sẽ tạo ra những tri thức mới, trợ giúp việc đưa ra quyết định và tạo ưu thế cạnh tranh.

Một phần không thể nào thiếu, đó là những ứng dụng trên nền điện toán đám mây. Hệ thống mạng dựa trên các giải pháp đám mây tạo thời cơ tuyệt vời để lưu trữ và sử dụng hiệu quả các dữ liệu lớn được tạo ra bởi FIR. Các giải pháp dựa trên đám mây sẽ trở thành ngày dần quan trọng đối với FIR.

Về mặt hiệu quả hoạt động, FIR tạo ra những thời cơ mới để nâng cao hiệu quả hoạt động. Các phân tích hiệu quả, phân tích và tiến hành các dữ liệu thu thập được từ máy móc và cảm biến cho phép nhanh chóng đưa ra quyết định để cải thiện an toàn, hiệu quả hoạt động, quy trình làm việc, dịch vụ và bảo trì.

Để hòa nhập vào cuộc cách mạng số lần 4, đòi hỏi các doanh nghiệp phải trở thành các tổ chức học hỏi.

Nhóm giải pháp tích hợp theo chiều rộng bao gồm việc tối ưu hóa mô hình kinh doanh, các cty rất cần được phát triển các kỹ năng mới, cho từng cá nhân cũng như cho tổ chức. Nếu chỉ tiếp cận vấn đề từ là một phía sẽ dễ tạo ra các phản ứng tiêu cực trong hệ thống tổ chức. Ngược lại nếu tiếp cận từ hai phía sẽ sở hữu tác động tích cực tới người lao động.

Một phần nữa là thành lập chuỗi đáp ứng thông minh. FIR sẽ tạo ra một mô hình chuỗi đáp ứng mới gắn kết nghiêm ngặt hơn với nhu cầu của khách hàng. Chuỗi đáp ứng mới này sẽ tạo ra một cơ sở dữ liệu duy nhất, làm cho chuỗi đáp ứng thông minh hơn, minh bạch hơn và hiệu quả hơn ở mọi giai đoạn, từ khi tạo ra nhu cầu cho tới khi giao hàng.

Để đáp ứng chuỗi cung ứng, cũng rất cần được có hậu cần thông minh. Trong thời đại số, các quá trình hậu cần sẽ phải trở thành thông minh hơn trong mạng lưới chuỗi giá trị toàn cầu. Bao gồm cả hai quá trình quản lý đáp ứng vật tư và phân phối sản phẩm.

Các chuyên viên đã nhiều lần lên tiếng đưa ra cảnh báo về nguy cơ an ninh mạng trong cuộc cách mạng công nghiệp lần 4, khi mà CNTT trở thành một dụng cụ mũi nhọn. FIR đã đẩy cao mức độ chia sẻ tin tức từ đó tạo ra một nhu cầu rất rộng lớn về an ninh mạng.

Ngoài ra, nhóm giải pháp tích hợp theo chiều rộng cũng đòi hỏi sự xuất hiện của mô hình thuế mới. Ví dụ như công nghệ in 3D về sau sẽ cho phép sản xuất trên khắp các quốc gia và châu lục, không xảy ra còn biên giới quốc gia nữa. Điều này sẽ tạo ra một  nhu cầu mới về các quy tắc hải quan, thuế giá trị tăng thêm mới.

Và đặc biệt, không thể nào không nhắc đến hệ thông quản lý sở hữu trí tuệ mới. Quản lý sở hữu trí tuệ cũng sẽ phải thay đổi để thích hợp với FIR. Những mô hình kinh doanh mới và các mô hình hợp tác mới xuất hiện yêu cầu phải có những giải pháp tốt hơn trong vấn đề sở hữu trí tuệ thời đại số.