In 3D là gì? Hướng dẫn in chi tiết

In 3D là gì? Làm thế nào nó hoạt động? Những lợi ích và hạn chế chính của nó và các ứng dụng công nghiệp chính là gì?

Tại đây, chúng tôi trả lời tất cả những câu hỏi này và xem xét cách in 3D so với sản xuất truyền thống để giúp bạn hiểu được tình trạng hiện tại của công nghệ.

In 3D hoạt động như thế nào?

Mỗi máy in 3D xây dựng các bộ phận dựa trên cùng một nguyên tắc chính: một mô hình kỹ thuật số được biến thành một đối tượng ba chiều vật lý bằng cách thêm vật liệu một lớp tại một thời điểm. Đây là thuật ngữ thay thế Sản xuất phụ gia xuất phát.

In 3D là một cách khác nhau về cơ bản để sản xuất các bộ phận so với các công nghệ sản xuất trừ ( gia công CNC ) truyền thống hoặc công thức sản xuất ( ép phun ).

Trong in 3D, không yêu cầu công cụ đặc biệt nào (ví dụ: công cụ cắt có hình học nhất định hoặc khuôn). Thay vào đó, bộ phận được sản xuất trực tiếp lên từng lớp nền tảng được xây dựng, dẫn đến một tập hợp lợi ích và hạn chế duy nhất – nhiều hơn về điều này dưới đây .

Quá trình luôn bắt đầu với một mô hình 3D kỹ thuật số – bản thiết kế của đối tượng vật lý. Mô hình này được phần mềm của máy in cắt thành các lớp 2 chiều mỏng và sau đó biến thành một bộ hướng dẫn bằng ngôn ngữ máy (mã G) để máy in thực thi.

Từ đây, cách thức hoạt động của máy in 3D thay đổi theo quy trình. Ví dụ, máy in FDM để bàn làm tan các sợi nhựa và đặt nó xuống nền in thông qua một vòi phun (như súng bắn keo được điều khiển bằng máy tính có độ chính xác cao). Các máy SLS công nghiệp lớn sử dụng tia laser để làm tan chảy (hoặc thiêu kết) các lớp bột kim loại hoặc nhựa mỏng.

Các vật liệu có sẵn cũng thay đổi theo quy trình. Nhựa là loại phổ biến nhất, nhưng kim loại cũng có thể được in 3D. Các bộ phận được sản xuất cũng có thể có một loạt các tính chất vật lý cụ thể, từ quang học rõ ràng đến các vật thể giống như cao su.

Tùy thuộc vào kích thước của bộ phận và loại máy in, một bản in thường mất khoảng 4 đến 18 giờ để hoàn thành. Các bộ phận in 3D hiếm khi sẵn sàng để sử dụng ra khỏi máy. Họ thường yêu cầu một số xử lý hậu kỳ để đạt được mức độ hoàn thiện bề mặt mong muốn. Các bước này cần thêm thời gian và nỗ lực (thường là thủ công).

Sơ lược về lịch sử in 3D

  • Tác giả khoa học viễn tưởng, Arthur C. Clarke , là người đầu tiên mô tả các chức năng cơ bản của máy in 3D vào năm 1964.
  • Máy in 3D đầu tiên được phát hành vào năm 1987 bởi Chuck Hull of 3D Systems và nó đang sử dụng quy trình “lập thể” ( SLA ).
  • Trong những năm 90 và 00, các công nghệ in 3D khác đã được phát hành, bao gồm FDM của Stratasys và SLS của 3D Systems. Những máy in này đắt tiền và chủ yếu được sử dụng cho tạo mẫu công nghiệp.
  • Năm 2009, Ủy ban F42 của ASTM đã xuất bản một tài liệu có chứa thuật ngữ tiêu chuẩn về Sản xuất phụ gia. Điều này thành lập in 3D như là một công nghệ sản xuất công nghiệp.
  • Trong cùng năm đó, các bằng sáng chế về FDM đã hết hạn và máy in 3D để bàn giá rẻ đầu tiên được sinh ra bởi dự án RepRap . Những gì đã từng có giá 200.000 đô la, đột nhiên có sẵn với giá dưới 2.000 đô la.
  • Theo Wohlers , việc áp dụng in 3D tiếp tục phát triển: hơn 1 triệu máy in 3D để bàn đã được bán trên toàn cầu từ năm 2015 đến 2017 và doanh số của máy in kim loại công nghiệp tăng gần gấp đôi trong năm 2017 so với năm trước.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *