Máy in 3D là gì

Một trong những xu hướng hứa hẹn nhất trong thế giới hiện đại là việc tạo ra các vật thể ba chiều bằng cách sử dụng 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 3D không chỉ có thể thực hiện được ở các cơ sở sản xuất mà còn ở nhà, để làm được điều này, chỉ cần mua một máy in 3D là đủ.

Máy in 3D là gì?

Máy in ba chiều là một thiết bị có khả năng tạo ra các vật thể dựa trên các mô hình 3D kỹ thuật số được tạo ra. Sản phẩm thu được bằng cách áp dụng từng lớp vật liệu. Nhựa nhiệt dẻo và nhựa photopolymer được sử dụng làm chất nền, nhưng với sự phát triển của công nghệ, số lượng vật liệu được sử dụng làm nguyên liệu thô ngày càng tăng.

Quy trình sản xuất trông như thế này:

1. Quá trình tạo mô hình 3D diễn ra, tức là. hình ảnh trực quan của sản phẩm trong tương lai được phát triển trong khi vẫn duy trì mọi tỷ lệ. Mô hình được tạo bằng phần mềm chuyên dụng.
2. Sau khi tạo mô hình, bạn cần xử lý tệp. Quá trình xử lý bao gồm chuyển đổi tệp thành mã kỹ thuật số chia toàn bộ mô hình thành nhiều lớp song song. Bằng cách này, các lệnh được tạo cho thiết bị 3D, thiết bị này sẽ phân phối vật liệu để tạo đối tượng.
3. Giai đoạn cuối cùng là in 3D sản phẩm, tức là. quá trình tạo ra một sản phẩm bằng cách áp dụng từng 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 đưa dọc theo mặt phẳng ngang theo mã chương trình của lớp. Để áp dụng lớp tiếp theo, máy đùn di chuyển dọc theo hướng dẫn dọc (dọc theo trục 0Z) ở khoảng cách bằng kích thước của lớp. Sau đó lớp ngang tiếp theo bắt đầu được áp dụng.

Thẩm quyền giải quyết: Quá trình in có thể khác nhau tùy thuộc vào công nghệ sản xuất, nhưng quy trình chung để tạo ra sản phẩm bao gồm việc ứng dụng từng lớp vật liệu.

Các loại máy in 3D

Các thiết bị được phân chia tùy thuộc vào tính duy nhất của quy trình in, tức là. về công nghệ được sử dụng. Các phương pháp in phổ biến nhất là FDM (Mô hình lắng đọng hợp nhất) và SLA (kỹ thuật in li-tô lập thể bằng laser).

Công nghệ mô hình định hướng là một trong những phương pháp in đầu tiên xuất hiện. Nhựa nhiệt dẻo được sử dụng làm vật liệu chế tạo các đồ vật dưới dạng kim đan vết thương hoặc sợi chỉ trên ống chỉ. Phương pháp in như sau:

1. Ống chỉ hoặc dây tóc được lắp đặt trong máy đùn. Dưới tác động của thiết bị gia nhiệt, vật liệu bắt đầu tan chảy và chảy qua kênh lên bề mặt làm việc.
2. Máy đùn di chuyển dọc theo tọa độ được chỉ định theo mã kỹ thuật số. Quá trình sản xuất diễn ra theo từng lớp so với mặt phẳng nằm ngang.
3. Trong sản xuất các sản phẩm phức tạp, hai vật liệu được sử dụng: chính và phụ. Sản phẩm được tạo ra bằng vật liệu cơ bản. Vật liệu phụ nhằm mục đích tạo ra các giá đỡ tạm thời cũng như lấp đầy khoảng trống của sản phẩm. Bởi vìMáy in không thể in một vật thể trong không khí mà không có lý do.

Thẩm quyền giải quyết: Vật liệu phụ sau đó được loại bỏ bằng dung môi đặc biệt hoặc dễ dàng bị vỡ ra.

Sản phẩm được chế tạo bằng công nghệ FDM có độ bền cơ học và hóa học tốt. Những đặc tính như vậy đạt được thông qua việc sử dụng nhựa nhiệt dẻo cấp công nghiệp. Công nghệ này cũng nhẹ và phù hợp để sử dụng tại nhà.

Công nghệ SLA, hay kỹ thuật in li-tô lập thể, in các sản phẩm sử dụng nhựa photopolymer lỏng cứng lại dưới tác động của nguồn năng lượng dưới dạng tia laser. Sử dụng phương pháp này, sản phẩm có độ chính xác cao (lên tới 15 micron). Các đối tượng được in như sau:

1. Bề mặt làm việc được hạ xuống một thùng chứa chất lỏng photopolymer đến độ sâu một lớp;
2. Nguồn năng lượng (laser) cắt hình dạng vật thể theo tọa độ vật thể cho trước;
3. Quá trình trùng hợp xảy ra do quá trình đông cứng xảy ra tại các điểm tiếp xúc;
4. Quy trình được lặp lại cho từng lớp cho đến khi tạo ra đối tượng;
5. Sau khi sản xuất, mô hình được ngâm trong thùng chứa dung dịch đặc biệt để làm sạch mô hình khỏi các bộ phận phụ trợ;
6. Công đoạn cuối cùng là chiếu tia cực tím nhằm đẩy nhanh quá trình hình thành sản phẩm.

In li-tô lập thể là một trong những công nghệ hiện đại nhất nhưng đòi hỏi vật liệu đắt tiền. Ngoài ra còn có các kiểu in ít được biết đến hơn:

SlS (thiêu kết laser có chọn lọc) nguyên tắc tạo ra vật thể là cung cấp một lớp vật liệu mỏng ở dạng bột cho khu vực làm việc, vật liệu này được thiêu kết dưới tác dụng của tia laser.Ưu điểm chính của phương pháp này là không cần sử dụng các bộ phận phụ trợ mà cần xử lý nhiệt bổ sung. Không dành cho sử dụng trong điều kiện trong nước.

EBM (chùm tia điện tử nóng chảy). Công nghệ này tương tự như thiêu kết laser chọn lọc, nhưng sản phẩm được tạo ra trong chân không và không cần xử lý nhiệt bổ sung.

In ba chiều bao gồm bút 3D. Nguyên lý hoạt động của nó tương tự như công nghệ FDM, nhưng có hình dáng thu nhỏ hơn và được sử dụng để tạo các bản vẽ có hiệu ứng ba chiều.

Máy in 3D có thể làm được những gì?

Ngày nay, in 3D được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống. Có những ví dụ về việc tạo ra các món ăn bằng cách sử dụng in 3D. Các bộ phận của bất kỳ sự phức tạp nào đều được tạo ra cho các cấu trúc phức tạp hơn trong tất cả các ngành. Nhưng lĩnh vực phù hợp và cần thiết nhất vẫn là y học.

Một số công ty đang phát triển các chất mô phỏng hữu cơ có thể thay thế các loại vải tự nhiên. In 3D cũng có thể hỗ trợ trong lĩnh vực thay khớp. Ứng dụng phổ biến nhất của sản xuất ba chiều là trong nha khoa. Ngoài chân tay giả, máy in còn được sử dụng để tạo ra các mô hình cơ quan. Khả năng in 3D ngày càng tăng và ngày càng trở nên dễ tiếp cận hơn.

Máy in 3D không chỉ giúp ích cho con người mà còn cả động vật. Một trong những trường hợp nổi tiếng là việc tạo ra một chiếc mai cho một con rùa bị thương trong vụ cháy rừng. Vì vậy, lớp vỏ mới đã cứu sống con vật và có rất nhiều trường hợp như vậy. Một trường hợp độc đáo khác là chân giả cho voi. Điểm độc đáo của trường hợp nằm ở chỗ chân tay giả cho voi thực tế không được chế tạo do trọng lượng lớn của con vật.

Công nghệ in hiện đại cho phép bạn tạo ra toàn bộ tòa nhà. Việc xây dựng một ngôi nhà nhỏ (37 m2) khiến các nhà nghiên cứu chỉ mất 24 giờ và chi phí chỉ bằng một nửa so với phương pháp thông thường.