Bài viết này nhằm mục đích giải thích các thuật ngữ như công nghệ in 3D, nguyên lý hoạt động của máy in 3D và các phương pháp in 3D.
In 3D là gì?
In 3D là một trong 4 bước quan trọng của một quy trình khép kín, đi từ Quét 3D – Thiết kế ngược – In 3D – Kiểm tra chất lượng. Quét 3D giúp nhanh chóng đo đạc và thu thập dữ liệu hình dạng 3 chiều của đối tượng. Thiết kế ngược giúp nhanh chóng phục hồi bản thiết kế 3D CAD từ đối tượng thực. In 3D giúp chế tạo nhanh sản phẩm mẫu từ bản thiết kế của quá trình Thiết kế ngược. Cuối cùng, Kiểm tra chất lượng xác thực độ chính xác của sản phẫm mẫu đáp ứng đúng với thiết kế ban đầu.
In 3D được định nghĩa là “quá trình tạo nên đối tượng ba chiều qua phương pháp lắng đọng và xử lý vật liệu theo từng lớp, sử dụng thiết bị được máy tính hỗ trợ” (Lam et al (2002)[1]).
Khó hiểu quá phải không? Hãy tưởng tượng bạn đặt một tờ giấy lên mặt bàn. Đó là một lát cắt (layer) ở dạng 2D, vì nó chỉ có chiều dài (length) và chiều rộng (width). Tưởng tượng bạn đặt rất nhiều tờ giấy xếp chồng lên nhau, nó sẽ tạo thành vật thể 3D (chiều dài-rộng-cao). Đó chính là nguyên tắc đơn giản nhất của công nghệ in 3D.
Lịch sử của công nghệ in 3D:
- Công nghệ sản xuất nhanh đầu tiên được phát triển vào năm 1981
- Cha đẻ của công nghệ này là Hideo Kodama của Viện Nghiên cứu Công nghệ thành phố Nagoya.
- Công nghệ tạo mẫu đắp lớp (Additive Manufacturing) đầu tiên được phát triển là SLA, một công nghệ dùng chất dẻo rắn nhiệt (thermoset plastic), một loại nhựa sẽ chuyển từ thể lỏng sang rắn khi tiếp xúc với nguồn nhiệt cao, ví dụ như một chùm laser.
Ứng dụng của công nghệ 3D:
In 3D trong Sản xuất:
- Ưu điểm: khả năng tạo hình linh hoạt
- Ứng dụng: tạo khuôn mẫu cho ngành đúc, tạo sản phẩm mẫu trước khi sản xuất hàng loạt,…
In 3D trong Quân sự:
- Rút ngắn chi phí sản xuất còn 20% và giảm thời gian còn 10%
- Sản xuất các khí tài quân sự như tên lửa, tàu ngầm,…
In 3D trong Y tế:
- Tạo bản sao các nội tạng với độ chính xác cao (xương, tim, phổi,…) dựa trên ảnh quét CT
- Tạo các bộ phận chân tay giả, các phụ kiện hỗ trợ phục hồi chấn thương
- Tạo mẫu răng sứ, titan với độ chính xác cao và tạo hình y hệt răng thật.
In 3D trong thời trang:
- Tạo hình các chi tiết áo, quần, váy,…
- Chế tạo các loại trang sức.
- Vẫn còn một quãng đường dài do trở ngại công nghệ (một chiếc áo cần 100 giờ để sản xuất)
Các phương pháp in 3D:
FDM/ FFF:
- Phương pháp tạo mẫu 3D phổ biến và chi phí thấp nhất
- Dùng phương pháp nung chảy sợi nhựa và đắp lớp qua vòi phun
- Từng lớp nhựa nung chảy sẽ bám dính vào lớp in trước, trở thành mẫu in 3D
SLA:
- Phương pháp in tiên phong
- Dùng chất dẻo rắn nhiệt (thermoset polymer) dạng lỏng
- Dùng một nguồn nhiệt (đèn laser) chiếu lên bồn nhựa dẻo để tạo hình khối in theo từng lớp
DLP:
- Tương tự như SLA
- Thay thế nguồn nhiệt bằng đèn LED
- Quét qua cả bồn in một cách chính xác, nên có tốc độ in cao hơn hẳn so với SLA
Laser Sinthering/Laser Melting:
- Vật liệu tạo mẫu 3D dạng bột
- Chiếu tia laser để liên kết các hạt vật liệu thành khối rắn, theo từng lớp
- Khi một lớp in hoàn thành, lớp bột tiếp theo được gạt sang để xử lý tiếp.
Inkjet: Material Jetting:
- Sử dụng đầu phun vật liệu nhựa dẻo rắn nhiệt
- Xử lý bằng tia UV để trở nên rắn chắc
- Có thể kết hợp nhiều vật liệu để tăng cường thuộc tính của các vật liệu
Công ty TNHH Smart Design Labs
Địa chỉ: Phòng 305B, số 86 Lê Trọng Tấn, Khương Mai, Thanh Xuân, Hà Nội.
Số điện thoại: 024 7300 1262
Hotline: 039 595 5749 | 035 873 6772
Email: contact@3dshop.com.vn
Facebook: Smart Design Labs Co., Ltd.
