Một trong những lĩnh vực hứa hẹn nhất trong thế giới hiện đại là việc tạo ra các vật thể ba chiều bằng cách in 3D. Công nghệ in cho phép bạn tạo ra các sản phẩm khá phức tạp và chi tiết. Ngày nay, việc sử dụng in ba chiều không chỉ có thể xảy ra ở các nơi sản xuất mà còn ở nhà, vì điều này là đủ để mua một máy in 3D.
Máy in 3D là gì?
Máy in ba chiều là một thiết bị có khả năng hình thành các đối tượng dựa trên các mô hình 3D kỹ thuật số được tạo. Sản phẩm thu được bằng cách xếp lớp vật liệu. Nhựa nhiệt dẻo và photopolyme được sử dụng làm cơ sở, nhưng với sự phát triển của công nghệ, lượng vật liệu được sử dụng trong vai trò của nguyên liệu thô tăng lên.
Quy trình sản xuất sản phẩm trông như thế này:
- Quá trình tạo mô hình 3D, tức là một hình ảnh trực quan của sản phẩm trong tương lai đang được phát triển với sự bảo toàn của tất cả các tỷ lệ. Mô hình được tạo bằng phần mềm chuyên dụng.
- Sau khi tạo mô hình, bạn phải xử lý tệp. Xử lý bao gồm chuyển đổi một tệp thành mã kỹ thuật số chia toàn bộ mô hình thành nhiều lớp song song. Do đó, các lệnh được tạo cho thiết bị 3D, phân phối vật liệu để tạo đối tượng.
- Giai đoạn cuối cùng là in 3D của sản phẩm, tức là quá trình tạo ra sản phẩm thông qua việc phân lớp vật liệu. Quá trình này được thực hiện bằng cách sử dụng đầu in (máy đùn), di chuyển dọc theo trục 0Y và 0X, tức là vật liệu chỉ được cho ăn dọc theo mặt phẳng ngang theo mã chương trình của lớp. Để áp dụng lớp tiếp theo, máy đùn sẽ dịch chuyển dọc theo một hướng dẫn dọc (dọc theo trục 0Z) ở khoảng cách bằng với kích thước của lớp. Sau đó, lớp ngang tiếp theo bắt đầu được áp dụng.
Trợ giúp: Quá trình in có thể khác nhau tùy thuộc vào công nghệ sản xuất, nhưng toàn bộ quá trình tạo ra sản phẩm bao gồm phân lớp vật liệu.
Các loại máy in 3D
Các thiết bị được phân chia theo tính duy nhất của quy trình in, tức là từ công nghệ sử dụng. Các phương pháp in phổ biến nhất là FDM (Fuse Depelling Modelling / Direction Modelling) và SLA (laser stereolithography / laser stereolithography)
Công nghệ mô hình định hướng là một trong những phương pháp in đầu tiên xuất hiện. Là một vấn đề cho việc sản xuất các vật thể được sử dụng nhựa nhiệt dẻo dưới dạng nan hoa vết thương hoặc các sợi trên cuộn dây. Phương pháp in như sau:
- Các cuộn dây hoặc luồng được cài đặt trong một máy đùn. Dưới tác động của thiết bị gia nhiệt, vật liệu bắt đầu tan chảy và qua kênh đi vào bề mặt làm việc.
- Máy đùn thực hiện chuyển động tại các tọa độ đã cho theo mã kỹ thuật số. Sản xuất diễn ra trong các lớp liên quan đến mặt phẳng ngang.
- Trong sản xuất các sản phẩm phức tạp sử dụng hai vật liệu: chính và phụ. Sản phẩm được tạo ra bằng vật liệu cơ bản. Vật liệu phụ trợ nhằm tạo ra các hỗ trợ tạm thời, cũng như để lấp đầy không gian rỗng của sản phẩm. Bởi vì Máy in không thể in một đối tượng trong không khí mà không có lý do.
Trợ giúp: Các vật liệu phụ sau đó được loại bỏ bằng một dung môi đặc biệt, hoặc dễ dàng bị phá vỡ.
Sản phẩm được làm bằng công nghệ FDM có độ bền cơ học và hóa học tốt. Các tính chất như vậy đạt được thông qua việc sử dụng lớp sản xuất nhựa nhiệt dẻo. Ngoài ra, công nghệ này là dễ dàng và phù hợp để sử dụng trong điều kiện trong nước.
Công nghệ SLA hoặc in lập thể in các sản phẩm sử dụng nhựa photopolyme lỏng, đóng băng dưới ảnh hưởng của nguồn năng lượng dưới dạng laser. Với phương pháp này, các sản phẩm có độ chính xác cao (lên đến 15 micron). Đối tượng in như sau:
- Bề mặt làm việc được hạ xuống trong một thùng chứa chất lỏng photopolyme đến độ sâu của một lớp;
- Nguồn năng lượng (laser) cắt hình dạng của vật thể theo tọa độ đã cho của vật thể;
- Quá trình trùng hợp tiến hành như là kết quả của quá trình hóa rắn xảy ra tại các điểm tiếp xúc;
- Quy trình được lặp lại cho mỗi lớp cho đến khi đối tượng được sản xuất;
- Sau khi sản xuất, mô hình được ngâm trong một thùng chứa với một giải pháp đặc biệt để làm sạch từ các yếu tố phụ trợ;
- Giai đoạn cuối cùng là chiếu xạ tia cực tím để tăng tốc quá trình hình thành sản phẩm.
Stereolithography là một trong những công nghệ hiện đại nhất, nhưng nó cần vật liệu đắt tiền. Ngoài ra còn có các loại in ít được biết đến:
SlS (thiêu kết laser có chọn lọc) nguyên tắc tạo ra vật thể là đưa một lớp vật liệu mỏng dưới dạng bột lên khu vực làm việc, được thiêu kết dưới tác động của tia laser. Ưu điểm chính của phương pháp này là không có nhu cầu sử dụng các yếu tố phụ trợ, nhưng nó đòi hỏi xử lý nhiệt bổ sung. Không cung cấp để sử dụng trong điều kiện trong nước.
EBM (nóng chảy chùm điện tử). Công nghệ này tương tự như thiêu kết laser có chọn lọc, nhưng sản phẩm được tạo ra trong chân không và không cần xử lý nhiệt bổ sung.
Bằng cách in 3D có thể được quy cho bút 3D. Nguyên lý hoạt động của nó tương tự như công nghệ FDM, nhưng nó có diện mạo nhỏ hơn và được sử dụng để tạo ra các bản vẽ với hiệu ứng ba chiều.
Máy in 3D có thể làm gì?
In ba chiều ngày nay được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống. Có những ví dụ về việc tạo ra các món ăn bằng cách sử dụng in 3D. Chi tiết về bất kỳ sự phức tạp nào được tạo ra cho các cấu trúc phức tạp hơn trong tất cả các ngành công nghiệp. Nhưng lĩnh vực cần thiết và phù hợp nhất vẫn là thuốc.
Một số công ty đang phát triển các mô phỏng hữu cơ thực tế có thể thay thế các loại vải tự nhiên. Ngoài ra, in 3D cho phép bạn giúp đỡ trong môi trường giả của khớp. Việc sử dụng phổ biến nhất của sản xuất ba chiều đã nhận được trong nha khoa. Ngoài chân tay giả, máy in được sử dụng để chế tạo các bộ phận giả. Khả năng in ba chiều đang tăng lên mỗi ngày và trở nên dễ tiếp cận hơn.
Máy in 3D giúp không chỉ con người, mà cả động vật. Một trong những trường hợp được biết đến là việc tạo ra một cái mai rùa, bị thương trong vụ cháy rừng. Do đó, một chiếc vỏ mới đã cứu sống động vật và có rất nhiều trường hợp như vậy. Một trường hợp độc đáo khác là chân giả cho một con voi. Sự độc đáo của vụ án nằm ở chỗ các bộ phận giả cho voi thực tế không được chế tạo vì trọng lượng lớn của con vật.
Công nghệ in hiện đại cho phép bạn tạo ra cả một tòa nhà. Trong quá trình xây dựng một ngôi nhà nhỏ (37 m2), các nhà nghiên cứu chỉ mất 24 giờ và hóa ra nó rẻ hơn hai lần so với phương pháp thông thường.
Để LạI Bình LuậN CủA BạN