OpenCAL là gì và vì sao đây là bước ngoặt của in 3D volumetric?
OpenCAL là một hệ thống in 3D volumetric mã nguồn mở dựa trên quy trình Computed Axial Lithography, cho phép tạo ra vật thể trong nhựa quang hóa bằng cách chiếu chuỗi mẫu ánh sáng vào một lọ nhựa quay, từ đó in ra toàn bộ chi tiết trong một lần mà không cần lớp hay hỗ trợ, với mục tiêu đưa công nghệ này từ vài phòng thí nghiệm tiên phong đến tay cộng đồng nghiên cứu và người dùng tại nhà.
Điểm đáng chú ý không phải chỉ là thêm một chiếc máy in 3D mới, mà là cách OpenCAL được sinh ra: Đại học California, Berkeley phát triển hệ thống này cùng Prusa Research và Formlabs, rồi quyết định mở toàn bộ thiết kế, mã nguồn và công thức nhựa cho cộng đồng. Trong bối cảnh phần lớn công nghệ in 3D tiên tiến vẫn bị khóa trong các hệ thống độc quyền, đây là một động thái mang tính “phản công” từ phong trào mã nguồn mở. Nó gửi đi thông điệp rõ ràng: thế hệ tiếp theo của in 3D volumetric không nhất thiết phải gắn với những chiếc máy công nghiệp đắt đỏ, mà có thể bắt đầu từ một bộ kit tự lắp giá vừa tầm, đặt trên bàn làm việc của bất kỳ phòng lab hay maker nào.
Prusa – Formlabs: hai thế giới 3D khác nhau gặp nhau ở OpenCAL
OpenCAL không chỉ là câu chuyện kỹ thuật, mà còn là một cú bắt tay hiếm thấy giữa hai “trường phái” in 3D: Prusa từ thế giới FFF để bàn và Formlabs từ hệ sinh thái resin chuyên nghiệp. UC Berkeley phát hành OpenCAL như một máy in DIY volumetric 3D, phát triển cùng Prusa Research và Formlabs, rồi mở cho bất kỳ ai có thể tự xây dựng. Trong đó, Formlabs đảm nhận sản xuất nhựa UDMA theo công thức của Berkeley ở quy mô công nghiệp, còn Prusa phụ trách phân phối vật liệu này tại thị trường Mỹ và lưu trữ toàn bộ các chi tiết in được trên nền tảng của mình.
Điểm then chốt là phần cứng OpenCAL được phát hành dưới giấy phép Open Community License 1.1, bảo đảm quyền xây dựng, sửa đổi, sửa chữa và chia sẻ thiết kế. Nói cách khác, hai công ty từng giúp phổ biến hai thế hệ in 3D trước đây đang cùng nhau khởi động thế hệ tiếp theo, nhưng lần này họ chủ động đặt mã nguồn mở làm nền tảng. Đây không phải chiến lược “khóa khách hàng vào hệ sinh thái” quen thuộc, mà là một cuộc chơi dài hơi: càng nhiều người tham gia, công nghệ càng tiến nhanh – và cả hai bên đều hưởng lợi từ hệ sinh thái đó.
Công nghệ in nhanh volumetric: từ CAL trong phòng lab đến máy DIY
Cốt lõi của OpenCAL là Computed Axial Lithography (CAL), một kỹ thuật được phát triển từ năm 2017 trong phòng lab của giáo sư Hayden Taylor cùng Lawrence Livermore National Laboratory. Thay vì in từng lớp như FFF hay SLA, CAL chiếu một chuỗi mẫu ánh sáng được tính toán lên một lọ nhựa quay, làm đông cứng toàn bộ vật thể trong một lần. Kết quả là một quy trình in 3D volumetric không lớp, không cần support, với tốc độ vượt xa các phương pháp truyền thống: một bản sao tượng “Người suy tư” có thể được in trong 90 giây, hình thành hoàn toàn cùng lúc.
Theo mô tả của nhóm phát triển, việc chiếu ánh sáng vào lọ nhựa quay tạo ra một “con đường sản xuất không lớp, nhanh hơn nhiều” so với in 3D thông thường. Một hệ thống OpenCAL có thể hoàn thành một chi tiết trong khoảng một đến hai phút, thay vì hàng chục phút hoặc hàng giờ như máy FFF hay SLA. Dù bị giới hạn về kích thước do suy giảm và méo ánh sáng khi tăng thể tích, công nghệ in 3D volumetric này lại mở ra những ứng dụng khó đạt được bằng các phương pháp khác: từ thấu kính và linh kiện quang học đến bioprinting. Nói cách khác, OpenCAL không cạnh tranh bằng việc “in to hơn”, mà bằng việc “in nhanh hơn và khác biệt hơn”.
Chi phí, khả năng tiếp cận và ý nghĩa với nhà nghiên cứu, maker
Một trong những rào cản lớn nhất của in 3D volumetric trước đây là chi phí và độ phức tạp: CAL “sống” trong vài phòng lab suốt gần một thập kỷ, phần vì người dùng phải tự pha nhựa, phần vì không có bộ máy thương mại dễ tiếp cận. Với OpenCAL, nhóm Berkeley đặt mục tiêu “làm cho in 3D volumetric dễ tiếp cận hơn với các trường đại học và người dùng tại nhà”. Bộ linh kiện cần thiết để xây dựng OpenCAL V2 có giá khoảng 1.600 (theo mức giá tháng 6), và một người có thể lắp ráp trong khoảng 5–6 giờ, với một phần linh kiện được in 3D và phần còn lại đặt mua sẵn.
Nhựa OpenCAL giờ đây được Formlabs sản xuất ở quy mô công nghiệp, bán dưới dạng chai một lít, trong khi trước đó người dùng phải tự pha nhựa theo công thức. Điều này giảm đáng kể rào cản gia nhập: nhà nghiên cứu không cần trở thành “hóa học gia bất đắc dĩ” chỉ để thử nghiệm công nghệ mới. Máy OpenCAL đã được lắp đặt hoặc đang xây dựng tại các tổ chức như MIT, NIST, Purdue hay LLNL, cho thấy hệ thống đủ ổn định để vận hành trong môi trường nghiên cứu nghiêm túc. Nếu cộng đồng maker tiếp nhận mạnh mẽ, chúng ta có thể thấy một làn sóng dự án in 3D volumetric mã nguồn mở, nơi các phòng lab nhỏ và cá nhân có thể cạnh tranh về ý tưởng với các tập đoàn lớn.
Tương lai mở: từ workshop, cuộc thi thiết kế đến làn sóng ứng dụng mới
OpenCAL không dừng ở việc phát hành bộ kit. Nhóm phát triển lên kế hoạch tổ chức một workshop trong khuôn khổ hội thảo về sản xuất volumetric vào tháng Hai, nhằm giúp cộng đồng làm quen với hệ thống và phần mềm Tomo – công cụ chuyển STL thành dữ liệu in volumetric. Một cuộc thi thiết kế dành riêng cho OpenCAL cũng được lên kế hoạch trên nền tảng chia sẻ file sau khi dự án ra mắt, khuyến khích người dùng đề xuất cải tiến phần cứng, thiết kế ứng dụng mới và chia sẻ lại cho cộng đồng.
Formlabs đã tuyên bố sẽ thực hiện thêm các đợt sản xuất nhựa nếu nhu cầu tăng, cho thấy họ coi đây không phải một thử nghiệm ngắn hạn mà là một hướng đi nghiêm túc. Về phía Prusa, việc phát hành phần cứng dưới giấy phép mở và tổ chức cuộc thi thiết kế là cách họ “bật đèn xanh” cho cộng đồng tham gia cải tiến. Phần còn thiếu, như chính một số nhà quan sát đã chỉ ra, là các ứng dụng cụ thể và câu chuyện con người: ai sẽ dùng in 3D volumetric để tạo ra điều chưa từng có? Khi câu hỏi đó được trả lời, OpenCAL có thể trở thành mốc khởi đầu cho một thế hệ công nghệ in nhanh mới, nơi mã nguồn mở không chỉ là khẩu hiệu, mà là động lực phát triển thực sự.
