Thuật ngữ in 3D bao gồm một số công nghệ sản xuất chế tạo các bộ phận theo từng lớp. Mỗi loại khác nhau về cách chúng tạo thành các bộ phận bằng nhựa và kim loại và có thể khác nhau về lựa chọn vật liệu, độ hoàn thiện bề mặt, độ bền cũng như tốc độ và chi phí sản xuất.
Công nghệ in3D có rất nhiều loại. Cừng tìm hiểu đặc tính từng loại qua bài viết dưới đây
Các công nghệ in3D phổ biến:
- Công nghệ FDM ( Fused Deposition Modeling)
Công nghệ in 3D FDM là sáng kiến của S. Scott Crump được ra đời vào cuối những năm 1980. Máy in 3D FDM vận hành bằng phương thức đùn các sợi nhựa nóng chảy, thực hiện in từng lớp và bồi đắp dần thành cấu trúc chi tiết theo dạng khối 3D.
Vật liệu thường được sử dụng phổ biến trong công nghệ in FDM là những loại nhựa in nhiệt dẻo như: ABS, PLA,… Đây là công nghệ in 3D cho khả năng in hoàn hảo những nguyên mẫu với hiệu suất cao. Thời gian tạo ra sản phẩm còn tùy thuộc vào kích thước và độ phức tạp của vật thể cũng như chất lượng của máy in.Những vật thể có nhiều chi tiết phức tạp thì thời gian in sẽ lâu hơn và ngược lại, các vật thể có kích thước nhỏ sẽ được hoàn thành nhanh chóng hơn. Hiện nay, công nghệ in FDM được ứng dụng khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau với sự đa dạng về vật liệu in và giá thành khá rẻ.
Với ưu điểm giá thành máy hợp lý, vật liệu in 3D rẻ nên công nghệ FDM hiện đang là công nghệ in 3D phát triển mạnh nhất, đồng thời số lượng thiết bị chiếm nhiều nhất tại thị trường Việt Nam.
2. Công nghệ SLA( Stereolithography)
Máy in 3D SLA ứng dụng vật liệu nhiệt rắn phản ứng với ánh sáng, còn được gọi là resin. Khi nhựa SLA tiếp xúc với ánh sáng UV (375-405nm) thì các chuỗi phân tử ngắn sẽ phản ứng với nhau, từ đó các monome và oligome sẽ khâu mạng lại để tạo thành một cấu trúc mạng lưới 3 chiều.
Ưu điểm khi sử dụng máy in 3D SLA để sản xuất đó chính là cho ra các sản phẩm với độ chính xác cùng tính thẩm mỹ cao, đặc biệt là những sản phẩm mà có yêu cầu về hình dạng khá phức tạp hay cầu kỳ. SLA thường được sử dụng trong các lĩnh vực giày dép trong công đoạn khuôn giày và tạo mẫu đế nhanh, trong nha khoa, y tế, kim hoàn,…
Ứng dụng in 3D SLA trong chế tạo trang sức
3. Công nghệ SLS( Selective Laseer Sintering)
SLS (Selective Laser Sintering) là một kỹ thuật của công nghệ in 3D sử dụng tia laser năng lượng cao để thiêu kết vật liệu polymer dạng bột, vật liệu liên kết với nhau theo nguyên lý đắp lớp để tạo nên một kết cấu 3D vững chắc.
Công nghệ in SLS được phát triển bởi Carl Deckard và Joe Beaman tại Đại học Texas ở Austin vào năm 1980, và thương mại hóa lần đầu năm 1989.
Đối với các chi tiết in SLS sẽ có tính chất cơ học tốt, không thấy rõ các lớp in và cơ tính cao. Nhờ đó mà các vật thể trở nên lý tưởng cho các bộ phận chức năng và nguyên mẫu.
Giá thành của máy in 3D SLS, vật liệu in sẽ cao hơn so với các công nghệ in khác như FDM và SLA. Vì thế, hệ thống in 3D SLS thường được sử dụng cho công nghiệp sản xuất là chính. SLS phục vụ mảng cơ khí và sản phẩm đúc và sản xuất công nghiệp. Chuyên in các sản phẩm có hình dạng hang lỗ, có đường dẫn bên trong và sản phẩm dạng tổ ong,.. phục vụ mảng sản phẩm đúc. Các sản phẩm dẻo và đàn hồi.
4. Công nghệ SLM (Selective Laser Melting)
SLM (Selective Laser Melting) là một kỹ thuật của công nghệ in 3D sử dụng vật liệu kim loại dạng bột dưới tác động của chùm laser năng lượng cao làm tan chảy và hợp nhất các hạt bột kim loại với nhau tạo thành một vật thể kim loại 3D.
Công nghệ in SLM được nghiên cứu bởi một tổ chức nghiên cứu hiệp hội Fraunhofer ở Aachen, Đức vào năm 1995. Đến đầu những năm 2000, công nghệ in này chính thức được thương mại hóa.
Về cơ bản nguyên lý hoạt động của SLM khá tương tự với công nghệ in SLS, chỉ khác vật liệu là kim loại dạng bột và có thêm bộ khung sản phẩm được thêm vào để tránh sản phẩm bị cong vênh do chế tạo ở nhiệt độ cao.
Một số ngành công nghiệp phổ biến thường ứng dụng công nghệ này như:
-
-
- Hàng không vũ trụ: các ống dẫn khí, giá đỡ hoặc các thiết bị cố định, thậm chí là động cơ tên lửa cũng đã được ứng dụng.
- Y tế: chế tạo các mô hình cấy ghép trong cơ thể sống.
- Sản xuất dụng cụ: chế tạo đồ đạc, đồ gác, dao, cánh quạt, v.v…
- Nha khoa: chế tạo răng giả thay thế.
- Prototyping: chế tạo nguyên mẫu trực quan của các thiết kế phục vụ cho quá trình R&D, thường trong công nghiệp sản xuất ô tô.
- AI Robot: chế tạo vỏ robot hoặc các bộ phận lắp ráp trong robot.
-
Trên đây là tổng hợp top 4 công nghệ in3D sử dụng phổ biến trong nhất. Với các đặc tính khác nhau chúng được áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau để mang lại hiệu quả tốt nhất.
