Nhóm các nhà kỹ sư đến từ Đại học Carnegie Mellon và Disney Research đã chế tạo thành công chiếc máy in 3D, dùng nguyên liệu vải sợi để in ra sản phẩm mềm, linh hoạt như thú bông, búp bê hoặc thậm chí là vỏ điện thoại. Kỹ thuật này được đánh giá là khó hơn so với những vật liệu in 3D trước đây, do nó đòi hỏi phải thực hiện kỹ thuật dùng trong ngành may vá một cách chính xác.
Nhà nghiên cứu tại Disney Research, Jim McCann cho biết: "Những chiếc máy in 3D hiện nay có thể tạo ra những vật thể từ nguyên liệu kim loại, nhựa hoặc cao su. Nhưng các vật thể làm bằng vải sợi, như gấu bông, thì vẫn phải chế tạo bằng tay. Tuy nhiên, kỹ thuật in vải tách lớp hứa hẹn sẽ tự động hóa quá trình sản xuất các vật thể dạng này." Về cơ bản, máy in vải vẫn hoạt động theo nguyên lý phân lớp, nghĩa là ghép nhiều lớp 2D lại thành một vật thể 3D. Đây là nguyên lý thường gặp đối với những chiếc máy in 3D kim loại hoặc nhựa hiện nay. Nhưng đối với nguyên liệu là vải sợi thì lại gặp phải một số thách thức nhất định.
Quá trình in ra một con thỏ đồ chơi bằng chiếc máy in vải
Cách giải quyết của các nhà nghiên cứu tại Disney là chia quá trình tạo ra vật thể thành 2 giai đoạn. Đầu tiên, một cuộn nguyên liệu sẽ được cho vào trong thiết bị và tại đây, nó sẽ được cố định ở vị trí phía trên bằng chân không, bên dưới là đầu cắt laser. Tiếp đến, laser sẽ cắt một mảnh vải hình chữ nhật ra khỏi cuộn vải, sau đó nó tiếp tục cắt thành hình dạng 2D mong muốn nhưng vẫn giữ lại những phần rìa xung quanh để dễ dàng xếp chồng lên nhau.
Sau khi tất cả các lớp được cắt xong, chúng sẽ được xếp chồng lên và cuối cùng là đính lại với nhau bằng một loại chất kết dính nhạy cảm với nhiệt độ thường được dùng trong ngành may mặc. Cách làm này tương tự như việc dùng bàn là để dán những mảnh trang trí lên trên quần áo. Cuối cùng, các phần rìa sẽ được tách ra và chúng ta sẽ có được vật thể 3D hoàn chỉnh. Như trong đoạn video, các nhà nghiên cứu đã in thử một con thỏ 3D kích thước 6,5 cm, được hợp thành từ 32 lớp vải, mỗi lớp dày 2 mm. Toàn bộ quá trình này mất khoảng 2,5 giờ.
Một số vật thể được in bằng máy in 3D vật liệu vải, có thể tích hợp mạch điện và cảm biến bên trong vật thể trong quá trình in
McCann cho biết: "Con thỏ được in trong thử nghiệm có thể lộ ra nhiều lớp vải, đây là điều hiển nhiên do chúng ta dùng loại vài dày nhưng kích thước của vật thể là quá nhỏ. Nếu trong thương mại, chúng ta sẽ dùng những loại vải mỏng hơn hoặc chế tạo ra những con thỏ lớn hơn, khi đó các lớp sẽ ít bị chú ý hơn và thời gian in cũng nhanh hơn nhiều."
Bên cạnh đó, hệ thống máy in này còn hỗ trợ cùng lúc tới 2 cuộn vải nguyên liệu khác nhau. Họ cho biết rằng nếu một cuộn vải có thể dẫn điện thì có thể tích hợp một hệ thống điện vào bên trong vật thể. Do đó, nhóm đang tiếp tục tìm cách tích hợp các mạch điện hoặc cảm biến vào bên trong vật thể in ra, hứa hẹn sẽ có thể sản xuất những món đồ chơi thông minh bằng chiếc máy in này chứ không chỉ đơn thuần là thú bông.
Tham khảo Disney
