Năm 2020, giữa đại dịch Covid-19, vợ chồng doanh nhân Lê Diệp Kiều Trang – Sonny Vũ gây tiếng vang trong giới startup khi gọi vốn hàng chục triệu USD cho dự án Superstrata.

Superstrata được giới thiệu là dự án xe đạp in 3D nguyên khối carbon đầu tiên trên thế giới. Dự án này đã gọi vốn thành công hơn 7 triệu USD từ cộng đồng trên Indiegogo và 25 triệu USD từ các nhà đầu tư.

“Chương trình gọi vốn cộng đồng của Arevo đã nhận được 3.301 khoản đóng góp đến từ 54 quốc gia, trong đó có 135 khoản đóng góp từ người dùng có địa chỉ tại Việt Nam”, bà Trang cho biết trên báo Thanh niên mới đây. Rõ ràng sức hút từ công nghệ in 3D đã thu hút không ít nhà đầu tư trên thế giới.

Nữ doanh nhân còn tin tưởng: “Đối với tôi, nếu dự án này thành công, tôi mong ước Việt Nam sẽ vươn lên được so với Trung Quốc về mặt sản xuất, vốn đã rất mạnh và hiệu quả trong chi phí sản xuất đúc khuôn. Nền công nghiệp sản xuất Việt Nam vốn đã mạnh, nhưng nếu có công nghệ vượt trội, tính cạnh tranh của Việt Nam so với Trung Quốc sẽ khác nhiều”.

Hiện tại, dự án Superstrata đã thất bại, do nhiều lý do mà theo bà Lê Diệp Kiều Trang chia sẻ như ảnh hưởng từ giãn cách trong dịch Covid, khó khăn của thị trường tài chính thế giới, sản phẩm của dự án vẫn đang ở giai đoạn R&D… Tuy nhiên ngay cả khi nhìn sang Trung Quốc như cách so sánh của bà Trang, công nghệ in 3D cũng chưa thực sự bước vào giai đoạn phát triển “chín muồi”.

Công nghệ in 3D, từng được gọi là “công nghệ sản xuất đắp dần”, vốn manh nha xuất hiện trên thế giới từ cuối những năm 1980. Ngay từ năm 1988, Trung Quốc đã bắt đầu nghiên cứu thứ công nghệ mới mẻ này. Mặc dù có tiềm năng rất lớn nhưng quy mô thị trường ở đây vẫn còn nhỏ. Theo China IRN, thị phần ứng dụng in 3D của Trung Quốc chỉ chiếm 10% trên thế giới, trong khi Mỹ chiếm 40% và châu Âu chiếm 30%.

Thị trường in 3D của Trung Quốc

Năm 2017, ở Trung Quốc có hơn 500 công ty liên quan đến in 3D, quy mô ngành đạt 10 tỷ NDT. Tuy nhiên, tất cả vẫn đang trong giai đoạn phát triển và mức độ cạnh tranh không gay gắt. Sức mạnh thị trường của các công ty khá phân tán và không có cái tên nào nổi bật hẳn lên so với phần còn lại.

Các doanh nghiệp chiếm thị phần cao nhất ở Trung Quốc vào năm 2022 là Xi’an BLT, Wuhan Jinyun Laser, Shining 3D, Aurora Technology, v.v. Trong đó, Xi’an BLT tuy đứng đầu nhưng thị phần cũng chỉ là 8,7%.

Ngành in 3D ở Trung Quốc tuy chưa phát triển mạnh mẽ nhưng đã hình thành một dây chuyền rõ rệt gồm ba phần chính:

– Phần đầu bao gồm sản xuất vật liệu in 3D, các công nghệ phụ trợ như máy quét 3D, phần mềm điều khiển, chip, v.v.;

– Phần giữa bao gồm sản xuất và lắp ráp thiết bị in 3D, bao gồm máy in công nghiệp và máy in dân dụng;

– Phần cuối bao gồm các sản phẩm và dịch vụ ứng dụng.

Năm 2020, quy mô mảng thiết bị in 3D của Trung Quốc là 9,254 tỷ NDT, chiếm tỷ trọng cao nhất, đạt 44,58%. Trong khi đó, sản phẩm và dịch vụ ứng dụng chỉ chiếm 31,05%.

Trung Quốc vẫn chưa thể phổ cập hóa in 3D

Mặc dù ngành công nghiệp in 3D của Trung Quốc đã đạt được những bước phát triển đáng kể nhưng vẫn còn khoảng cách với thế giới, chưa nắm được nhiều công nghệ cốt lõi và vẫn phụ thuộc vào nhập khẩu thiết bị và linh kiện chủ chốt.

Phần đầu: vật liệu và công nghệ phụ trợ

Trung Quốc còn đang tập trung phát triển các loại vật liệu như nhựa cảm quang, hợp kim titan và thép cường độ cao, với hiệu suất làm ra thành phẩm tương đối thấp. Trong khi đó, các công ty đi đầu về vật liệu như BASF của Đức đã cho ra đời các hợp kim hiệu suất cao, vật liệu hoạt tính sinh học, vật liệu gốm và các loại vật liệu đặc biệt khác. Một số bộ phận và linh kiện cốt lõi trong quá trình in 3D ở Trung Quốc như laser sợi quang, gương quét, v.v., cũng có mức độ nội địa hóa thấp và có rất ít công ty chủ chốt.

Phần giữa: thiết bị in 3D

Thiết bị in 3D được chia làm hai loại: máy dân dụng (để bàn) và máy công nghiệp. Nếu như thế giới đã phát triển các thiết bị dùng công nghệ in 3D kim loại, in 3D polymer, in 3D gốm và công nghệ in 3D sinh học thì Trung Quốc vẫn chủ yếu tập trung vào các công nghệ như in 3D dán nhiều lớp (hay LOM – Laminated Object Manufacturing) với nhược điểm là chi tiết thường bị cong vênh, không thu hồi được vật liệu dư thừa và độ bóng bề mặt không cao. Các công nghệ còn lại vẫn phải nhập từ nước ngoài. Mặc dù vậy, trong những năm gần đây, công nghệ in 3D sinh học của Trung Quốc cũng đang có nhiều bước đột phá.

Trong năm 2017, số lô hàng máy in 3D dân dụng dạng để bàn hoặc cá nhân đã tăng 27%, trong khi máy in 3D công nghiệp chỉ tăng 5%. Nhưng xét về tổng doanh thu thì máy in 3D công nghiệp vẫn chiếm tới 80%.

Phần cuối: dịch vụ và sản phẩm ứng dụng

Tại Trung Quốc, in 3D vẫn được sử dụng nhiều nhất trong cơ khí công nghiệp, hàng không vũ trụ, ô tô, y tế, nha khoa v.v. Vào năm 2021, các giấy phép bằng sáng chế in 3D của Trung Quốc chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực sản xuất công cụ và y tế, trong khi số lượng các bằng sáng chế liên quan tới tiêu dùng như quần áo và khoa học thực phẩm lại tương đối ít.

Năm 2017, bệnh viện Tangdu ở Tây An, Trung Quốc đã cấy ghép thay thế thành công xương sườn của bệnh nhân nhờ công nghệ in 3D bằng PEEK, một loại nhựa chuyên dùng để in các sản phẩm có hình dạng phức tạp với độ bền cao. Ca phẫu thuật đánh dấu ứng dụng lâm sàng đầu tiên của vật liệu PEEK trong in 3D ở quốc gia này. Trong y học Trung Quốc, in 3D đang được áp dụng nhiều nhất trong chế tạo răng giả, xương và một số bộ phận khác.

Năm 2021, lần đầu tiên Trung Quốc dùng công nghệ in 3D để dựng hình các di tích, cổ vật trong bảo tàng khu di tích San Xing Dui. Với ngành khảo cổ phát triển đồ sộ ở Trung Quốc, công nghệ in 3D đã tự mở ra cho mình một chỗ đứng không kém phần quan trọng.

Một cổ vật của Trung Quốc, bên trái là mẫu 3D trên máy tính, bên phải là sản phẩm in ra.

Vì sao Trung Quốc chưa thể in 3D với giá rẻ?

Tuy đạt nhiều thành tựu trong y học, khảo cổ, nhưng công nghệ in 3D ở Trung Quốc vẫn chưa được áp dụng trên thị trường tiêu dùng dân dụng với quy mô lớn. Lý do chính cho sự hạn chế này là tốc độ in tương đối chậm, chi phí bảo quản máy móc và tiền công cao. Quan trọng nhất, vật liệu để in 3D không phải là các vật liệu phổ biến, sẵn có và giá cũng vô cùng đắt đỏ.

Trong mảng hàng tiêu dùng, in 3D thường dùng để sản xuất các sản phẩm có tùy chỉnh cá nhân, ví dụ như ốp điện thoại, đồ chơi, phụ kiện, búp bê hình người… Do đó, không thể sản xuất hàng loạt để giảm giá thành như nhiều mặt hàng khác.

Ngoài rào cản chi phí, rào cản kỹ thuật cũng là yếu tố khiến các công ty Trung Quốc chưa thể vươn xa. In 3D liên quan tới nhiều lĩnh vực kỹ thuật, có tính liên ngành và độ phức tạp cao, bao gồm công nghệ quang học, điện tử, chế tạo cơ khí, công nghệ thông tin, công nghệ điều khiển, công nghệ vật liệu, v.v. Là một phương pháp sản xuất mới nổi, ngành in 3D ở Trung Quốc cũng chưa có những tiêu chuẩn thống nhất và hoàn chỉnh.

Chính phủ Trung Quốc cũng đã ban hành một loạt chính sách và biện pháp để khuyến khích và hỗ trợ sự phát triển của ngành in 3D, bao gồm tăng đầu tư tài chính, ưu đãi thuế, thành lập quỹ đặc biệt và các trung tâm đổi mới. Báo chí Trung Quốc cho rằng, quốc gia này vẫn sẽ tiếp tục ưu tiên ứng dụng công nghệ in 3D trong y tế, ô tô và hàng không vũ trụ trong tương lai gần.

Thùy An