In 3D là gì? Máy in 3D hoạt động như thế nào?

In 3D là gì?

In 3D là một phương pháp tạo mẫu và sản xuất nhanh rất linh hoạt. Trong vài thập kỷ qua, in 3D đã và đang làm mưa làm gió trong nhiều ngành công nghiệp trên thế giới.

In 3D thuộc họ công nghệ sản xuất được gọi là sản xuất phụ gia, mô tả việc tạo ra một đối tượng bằng cách thêm các lớp vật liệu vào đối tượng. Trong suốt lịch sử của mình, quy trình sản xuất phụ gia này đã có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như in nổi, phân lớp 3D hoặc in 3D, nhưng in 3D là được biết đến nhiều nhất. .

Vậy máy in 3D hoạt động như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết sau nhé.

Tìm hiểu về cách thức hoạt động của máy in 3D

Máy in 3D hoạt động như thế nào?

Quá trình in 3D bắt đầu bằng cách tạo ra một mô hình đồ họa của đối tượng sẽ được in. Chúng thường được thiết kế bằng cách sử dụng gói phần mềm Thiết kế có sự hỗ trợ của Máy tính (CAD) và đây có thể là phần sử dụng nhiều lao động nhất của quy trình. Các chương trình được sử dụng cho việc này bao gồm TinkerCAD, Fusion360 và Sketchup.

Đối với các sản phẩm phức tạp, các mô hình này thường được thử nghiệm rộng rãi trong việc mô phỏng bất kỳ khuyết tật tiềm ẩn nào trong sản phẩm cuối cùng. Tất nhiên, nếu đối tượng được in chỉ đơn thuần là để trang trí thì điều này sẽ ít quan trọng hơn.

Một trong những lợi ích chính của in 3D là nó cho phép tạo mẫu nhanh chóng của hầu hết mọi thứ. Giới hạn duy nhất là trí tưởng tượng của bạn.

Trên thực tế, có một số đối tượng quá phức tạp để tạo ra trong quá trình tạo mẫu hoặc sản xuất truyền thống, như phay hoặc đúc CNC. In 3D cũng rẻ hơn rất nhiều so với một số phương pháp sản xuất truyền thống khác.

Sau khi thiết kế, công đoạn tiếp theo là cắt kỹ thuật số mô hình để in. Đây là một bước quan trọng vì máy in 3D không thể khái niệm hóa các mô hình 3D theo cách giống như con người. Quá trình phân lớp chia mô hình thành nhiều lớp. Thiết kế cho mỗi lớp sau đó được gửi đến đầu máy in để in hoặc đặt theo thứ tự.

Quá trình cắt lát thường được hoàn thành bằng một chương trình đặc biệt như CraftWare hoặc Astroprint. Phần mềm cũng sẽ xử lý việc “lấp đầy” mô hình bằng cách tạo cấu trúc lưới bên trong mô hình solid để tăng tính ổn định nếu cần.

Đây cũng là một lĩnh vực mà máy in 3D thực sự nổi trội. Những máy in này có thể in vật liệu với mật độ rất thấp thông qua việc bổ sung các túi khí bên trong sản phẩm cuối cùng.

Phần mềm cắt lát cũng sẽ thêm các cột hỗ trợ khi cần thiết. Các cột này sau đó sẽ bị loại bỏ nếu cần.

Sau khi chương trình cắt lát hoạt động, dữ liệu cho công đoạn cuối cùng sẽ được gửi đến máy in.

Từ đây, máy in 3D sẽ tự đảm nhận mọi thứ. Nó sẽ bắt đầu in mô hình theo hướng dẫn cụ thể của chương trình cắt bằng các phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào loại máy in được sử dụng. Ví dụ, in 3D trực tiếp sử dụng một công nghệ tương tự như in phun, trong đó đầu phun di chuyển qua lại và lên xuống, mang theo một lớp sáp dày hoặc nhựa polyme, tạo thành từng mặt cắt mới của vật thể. 3D. Phương pháp MJM (Multi Jet Modeling) sử dụng hàng chục vòi phun hoạt động đồng thời để tạo mô hình nhanh hơn.

Trong in 3D chất kết dính, đầu phun bơm bột khô và keo lỏng, hoặc chất kết dính, sau đó kết hợp chúng để tạo thành từng lớp in. Keo máy in phun làm 2 lần để tạo thành từng lớp. Cách đầu tiên tạo ra một lớp phủ bột mỏng và lần thứ hai sử dụng vòi phun để đưa chất kết dính vào.

Trong quá trình quang hóa, các giọt nhựa lỏng tiếp xúc với tia cực tím, chuyển chất lỏng thành chất rắn.

Sintering là một công nghệ in 3D khác kết hợp các hạt nóng chảy cao và các hạt nóng chảy thấp với nhau để in hết lớp này đến lớp khác. Quá trình thiêu kết bằng laser có chọn lọc liên quan dựa vào tia laser để làm tan chảy bột nhựa chống cháy, sau đó đông đặc lại để tạo thành một lớp in. Quá trình thiêu kết cũng có thể được sử dụng để chế tạo các đồ vật bằng kim loại.

Quá trình in 3D có thể mất hàng giờ hoặc thậm chí vài ngày, tùy thuộc vào quy mô và độ phức tạp của dự án.

“Có một số công nghệ nhanh hơn và gây được tiếng vang trong ngành, như Carbon M1, sử dụng tia laser bắn một lớp chất lỏng và kéo bản in ra khỏi nó, tăng tốc quá trình đáng kể. Nhưng những loại máy in này rất nhiều. phức tạp và đắt hơn gấp nhiều lần, thêm vào đó, cho đến nay, chúng chỉ làm việc với nhựa. ” (Theo howtogeek.com).

Bất kể loại máy in 3D nào được sử dụng, quy trình in tổng thể cũng thường giống nhau.

• Bước 1: Tạo mô hình 3D bằng phần mềm CAD.
• Bước 2: Bản vẽ CAD được chuyển đổi sang định dạng Standard Tessellation Language (STL). Hầu hết các máy in 3D sử dụng các file STL, cùng với một số loại file khác như ZPR và ObjDF.
• Bước 3: File STL được chuyển sang máy tính điều khiển máy in 3D. Ở đó, người dùng chỉ định kích thước và hướng in.
• Bước 4: Máy in 3D tự thiết lập. Mỗi máy có các yêu cầu riêng để thiết lập, chẳng hạn như nạp lại các hạt polyme, chất kết dính và những vật tư tiêu hao khác mà máy in sẽ sử dụng.
• Bước 5: Khởi động máy và chờ quá trình xây dựng mô hình hoàn tất. Máy nên được kiểm tra thường xuyên trong thời gian này để đảm bảo không có lỗi.
• Bước 6: Đối tượng in được xóa khỏi máy.
• Bước 7: Bước cuối cùng là xử lý hậu kỳ. Nhiều máy in 3D yêu cầu một số loại xử lý hậu kỳ, chẳng hạn như loại bỏ bất kỳ loại bột nào còn lại hoặc rửa vật in để loại bỏ các chất hỗ trợ hòa tan trong nước. Những vật thể mới cũng có thể cần được làm khô.

Máy in 3D có thể làm gì?

Như bạn đã thấy, máy in 3D rất linh hoạt. Về lý thuyết, chúng có thể tạo ra hầu hết mọi thứ bạn nghĩ ra.

Nhưng chúng bị giới hạn bởi các loại vật liệu có thể được sử dụng để in và kích thước của chúng. Đối với các vật thể rất lớn, chẳng hạn như một ngôi nhà, bạn sẽ cần in các mảnh riêng lẻ – hoặc sử dụng máy in 3D rất lớn.

Máy in 3D có thể in trong nhựa, bê tông, kim loại, và thậm chí cả tế bào động vật. Nhưng hầu hết các máy in sẽ được thiết kế để sử dụng duy nhất một vật liệu.

Một số ví dụ thú vị về các đối tượng in 3D bao gồm (nhưng không giới hạn):

• Tay chân giả và các bộ phận cơ thể khác
• Ngôi nhà và các tòa nhà
• Món ăn
• Dược phẩm
• Súng
• Sản phẩm thủy tinh
• Đối tượng acrylic
• Đạo cụ phim
• Nhạc cụ
• Quần áo
• Mô hình và thiết bị y tế

In 3D rõ ràng có ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp.

Một số loại phần mềm in 3D

Các phần mềm CAD khác nhau sẽ sử dụng nhiều định dạng file, nhưng một số tùy chọn phổ biến nhất là:

• STL – Standard Tessellation Language hoặc STL là định dạng kết xuất 3D thường chỉ có thể xử lý một màu duy nhất. Đây thường là định dạng file mà hầu hết các máy in 3D để bàn sử dụng.
• VRML – Virtual Reality Modeling Language, file VRML là định dạng file mới hơn. Chúng thường được sử dụng cho các máy in có nhiều máy ép đùn và có thể xử lý việc tạo mô hình nhiều màu.
• AMF – Định dạng Additive Manufacturing File là tiêu chuẩn mở dựa trên .xml để in 3D. Nó cũng có thể hỗ trợ nhiều màu sắc.
• GCode – GCode là một định dạng file khác có thể chứa các hướng dẫn chi tiết để máy in 3D tuân theo khi đặt từng lớp.
• Các định dạng khác – Các nhà sản xuất máy in 3D khác cũng có những định dạng file độc quyền của riêng họ.

Lợi ích của in 3D là gì?

Như đã đề cập ở trên, in 3D có thể có nhiều lợi thế so với các quy trình sản xuất truyền thống như ép phun hoặc phay CNC.

In 3D là quá trình xây dựng mọi thứ từng lớp một, trong khi phay CNC dần dần loại bỏ vật liệu khỏi thể rắn để tạo ra sản phẩm. Điều này có nghĩa là trong một số trường hợp, in 3D có thể tiết kiệm tài nguyên hơn CNC.

Một ví dụ khác về quy trình sản xuất truyền thống, ép phun, rất tốt để tạo ra các vật thể có khối lượng lớn. Mặc dù nó có thể được sử dụng để tạo mẫu, nhưng ép phun phù hợp nhất cho sản xuất hàng loạt, quy mô lớn, thiết kế sản phẩm đã được phê duyệt. Mặt khác, in 3D phù hợp hơn với các hoạt động sản xuất quy mô nhỏ, hạn chế hoặc tạo mẫu.

Tùy thuộc vào việc sử dụng, in 3D có một số lợi thế khác so với các quy trình sản xuất khác. Chúng bao gồm (nhưng không giới hạn):

• Sản xuất nhanh hơn – in 3D có thể nhanh hơn một số quy trình thông thường như ép phun và sản xuất trừ lùi.
• Dễ dàng truy cập – In 3D đã xuất hiện được vài thập kỷ và xuất hiện từ năm 2010. Hiện nay có rất nhiều loại máy in và gói phần mềm (nhiều trong số đó là mã nguồn mở), điều này giúp mọi người có thể dễ dàng học cách thực hiện. .
• Sản phẩm chất lượng tốt hơn – In 3D tạo ra chất lượng sản phẩm đồng nhất. Miễn là mô hình đúng và phù hợp với mục đích, cộng với việc sử dụng cùng một máy in, sản phẩm cuối cùng thường sẽ luôn có chất lượng như nhau.
• Tuyệt vời cho thiết kế và thử nghiệm sản phẩm – In 3D là một trong những công cụ tốt nhất để thiết kế và thử nghiệm sản phẩm. Nó cung cấp nhiều cơ hội để thiết kế và thử nghiệm các mô hình để có thể dễ dàng tinh chỉnh.
• Hiệu quả về chi phí – Như chúng ta đã thấy, in 3D có thể là một phương tiện sản xuất hiệu quả về chi phí. Khi mô hình được tạo ra, quá trình này thường được tự động hóa và chất thải nguyên liệu thô có xu hướng được hạn chế.
• Thiết kế sản phẩm gần như vô hạn – Khả năng in 3D hầu như vô hạn. Miễn là nó có thể được thiết kế bằng CAD và có một máy in đủ lớn để in sản phẩm.
• Máy in 3D có thể in với nhiều loại vật liệu – Một số máy in 3D thực sự có thể pha trộn hoặc chuyển đổi giữa các vật liệu. Trong in ấn truyền thống, điều này có thể khó khăn và rất tốn kém.

XEM THÊM TẠI: https://tuvanmayin.com/

Bài viết In 3D là gì? Máy in 3D hoạt động như thế nào? đã xuất hiện đầu tiên vào ngày TƯ VẤN MÁY IN.

from TƯ VẤN MÁY IN https://tuvanmayin.com/in-3d-la-gi-may-in-3d-hoat-dong-nhu-the-nao/