Máy in 3D có những công nghệ nào?

Thuật ngữ in 3D về mặt kỹ thuật dùng để chỉ sự tạo thành của bất kỳ đối tượng nào từ lúc ban đầu. Phần bù này của sản xuất bù đắp sử dụng các quy trình khác nhau để giúp hoàn thành công việc này. Bất kể quá trình được sử dụng, ý tưởng đằng sau việc tạo ra các đối tượng sử dụng công nghệ in 3D vẫn giống nhau; bắt đầu từ việc sản xuất mô hình 3D bằng phần mềm thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD) đến việc thiết lập máy. Tuy nhiên, quá trình thực tế được sử dụng để tạo đối tượng vật lý khác nhau.

Có bốn loại quy trình in 3D khác nhau mà bạn có thể gặp phải và chúng như sau:

Chụp ảnh lập thể (SLA)
Chọn lọc Laser chọn lọc (SLS)
Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM)
Mô hình in nóng chảy nhiều đầu (MJM)
Chụp ảnh lập thể (SLA)
Quy trình in 3D được gọi là lập thể thường được coi là tiên phong của tất cả các quy trình in 3D khác. Charles W. Hull, người sáng lập 3D Systems, đã giới thiệu và cấp bằng sáng chế cho quá trình này vào năm 1988. Quá trình này sử dụng một thùng nhựa photopolyme lỏng được xử lý bằng tia UV. Các tia laser làm cứng lớp nhựa đó theo từng lớp, để tạo ra toàn bộ vật thể.

Máy in 3D SLA đang hoạt động

Làm thế nào nó hoạt động

Một máy in 3D SLA bắt đầu với sự dư thừa của nhựa lỏng. Một số nhựa này được xử lý (hoặc cứng) để tạo thành vật thể 3D.

Có bốn phần chính trong máy in SLA:

Một máy in chứa đầy nhựa lỏng
Một bàn in đục lỗ
Một nguồn tia cực tím
Một máy tính điều khiển cả laser và bàn
Để bắt đầu, một lớp nhựa mỏng (bất cứ nơi nào trong khoảng 0,05-0,15mm) được phơi ra phía trên nền tảng. Tia laser ‘vẽ’ mô hình của vật thể trên nền tảng như được mô tả trong các tệp thiết kế. Ngay khi tia laser chạm vào vật liệu, nó cứng lại. Quá trình này tiếp tục cho đến khi toàn bộ đối tượng đã được xây dựng.

Các đối tượng được tạo bằng SLA thường trơn tru, trong khi chất lượng của đối tượng phụ thuộc vào độ phức tạp của máy SLA.

Đây là một đoạn video ngắn giải thích quá trình in SLA chi tiết hơn:

Chọn lọc Laser chọn lọc (SLS)
SLS là một trong những công nghệ in 3D được sử dụng phổ biến nhất. Trong quá trình in SLS, các hạt gốm, thủy tinh hoặc nhựa nhỏ được hợp nhất với nhau bằng tia laser công suất cao. Nhiệt từ tia laser kết hợp các hạt này lại với nhau để tạo thành các vật thể 3D.

Carl Deckard, một sinh viên đại học tại Đại học Texas, cùng với Giáo sư của mình, Joe Beaman, đã phát triển và cấp bằng sáng chế cho quá trình này vào những năm 1980.

Quy trình in 3D SLS
Cách thức hoạt động


Giống như tất cả các quy trình in 3D khác, quá trình tạo đối tượng bằng máy SLS bắt đầu bằng việc thiết kế mô hình 3D bằng phần mềm CAD. Các tệp này sau đó được chuyển đổi sang định dạng .STL, có thể được hiểu bởi máy in và phần mềm in 3D.

SLS sử dụng vật liệu bột, thường là nhựa như nylon, để in các vật thể 3D. Laser được điều khiển bởi một máy tính hướng dẫn nó in đối tượng thích hợp bằng cách truy tìm một mặt cắt ngang của vật thể lên nguyên liệu thô (bột).

Nhiệt từ laser bằng hoặc thấp hơn một chút so với nhiệt độ sôi của các hạt. Ngay khi lớp ban đầu của đối tượng được hình thành, nền tảng của máy in 3D giảm không quá 0,1mm để lộ ra một lớp bột mới. Từng lớp, đối tượng được tạo ra và nó phải được làm mát trước khi được gỡ bỏ khỏi máy in.

Video này giải thích về in 3D SLS chi tiết hơn:

Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM)
Quy trình in Mô hình lắng đọng Fuse là một công nghệ sản xuất phụ gia được sử dụng cho mục đích mô hình hóa, tạo mẫu và ứng dụng sản xuất. Phương pháp này cũng hoạt động bằng cách tạo một lớp đối tượng theo từng lớp. Tuy nhiên, có một số khác biệt trong cách sử dụng vật liệu của công nghệ này.

Linh kiện máy in 3d FDM
Hướng dẫn cơ bản để in 3D FDM
Làm thế nào nó hoạt động

Máy in 3D sử dụng công nghệ FDM xây dựng một lớp đối tượng theo từng lớp; chúng làm nóng vật liệu nhiệt dẻo đến trạng thái bán lỏng. Hai vật liệu được FDM sử dụng để hoàn thành việc in ; một vật liệu mô hình và một vật liệu hỗ trợ. Cái trước tạo thành sản phẩm cuối cùng, trong khi cái sau đóng vai trò là giàn giáo (chống đở).

Nguyên liệu thô được cung cấp từ các khay của máy in và đầu máy in được thiết kế để di chuyển dựa trên tọa độ X và Y, được điều khiển bởi máy tính. Nó chỉ di chuyển theo chiều dọc (trục Z) khi một lớp đã được hoàn thành.

Những lợi ích được cung cấp bởi FDM làm cho nó phù hợp để sử dụng trong các văn phòng, vì đây là một phương pháp sạch và dễ sử dụng.

Video tuyệt vời giải thích quy trình FDM theo cách dễ thực hiện:

Mô hình đốt nóng nhiều đầu (MJM)
Nguyên lý làm việc của máy in 3D sử dụng mô hình nhiều đầu rất giống với máy in phun mực. Quá trình này đôi khi cũng được gọi là thermojet. Nó là một loại của một quá trình tạo mẫu nhanh chóng có thể tạo ra các mô hình nhựa giống như sáp.

Làm thế nào nó hoạt động

Máy in MJM có một đầu có hàng chục vòi phun tuyến tính phun một chất giống như keo màu lên một lớp bột nhựa. Do thực tế là công nghệ này không có cùng loại hạn chế như SLA, nó có thể tạo ra các vật thể có chi tiết đặc biệt với độ dày tương đương 16 micron. Tuy nhiên, chúng không khó như những người được tạo bằng SLA.
Sử dụng phương pháp này, máy in có thể tạo một lớp đối tượng 3D giống như sáp theo từng lớp.

Ngoài ra còn có loại máy in 3D nhiều màu độc đáo

 

Phần kết luận
Tất cả các loại quy trình in 3D đều có một vài điểm chung; tất cả chúng đều yêu cầu mô hình 3D ở định dạng .STL để máy in có thể hiểu được các bản thiết kế mà nó phải phát triển. Tất cả các loại máy in 3D xây dựng các đối tượng từng lớp; sự khác biệt chính nằm ở kỹ thuật họ sử dụng để hóa rắn các nguyên liệu thô, cũng như bản chất của chính các nguyên liệu thô.

Ví dụ, SLA sử dụng tia cực tím để xử lý vật liệu (ở dạng hóa lỏng), trong khi đó, SLS sử dụng tia laser để hóa rắn nguyên liệu thô ở dạng bột. Mỗi loại cung cấp các lợi ích riêng cho nhiều loại ứng dụng. Một số sạch sẽ (và đơn giản!) Đủ để sử dụng trong nhà và văn phòng, trong khi một số hiện chỉ giới hạn trong các ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, những tiến bộ nhanh chóng trong tất cả các công nghệ in 3D đang đưa chúng vào tầm với của những người đam mê công nghệ và người dùng gia đình.

 

admin

In3d

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *