CÔNG NGHỆ IN 3D VÀ MÁY IN 3D CÓ GÌ KHÁC BIỆT?

Ngày tạo: 12/03/2021 1:52:49 CH

Điều đầu tiên bạn nên biết là ‘in 3D’ thực sự là một loại thuật ngữ ‘bắt tất cả’ bao gồm một nhóm các công nghệ và quy trình sản xuất phụ gia.

Tổng cộng, có mười loại công nghệ in 3D khác nhau được sử dụng bởi máy in 3D ngày nay.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét tất cả mười công nghệ in 3D và các quy trình liên quan đến từng ứng dụng của chúng, cùng với những điểm mạnh và hạn chế của chúng.

Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Data Design Viet Nam-Fused Deposition Modeling

1. Mô hình hợp nhất (FMD)

Đôi khi được gọi là Fused Filament Fabrication (FFF) là một công nghệ in 3D sử dụng một quy trình được gọi là Đùn vật liệu. Các thiết bị đùn vật liệu là loại công nghệ in 3D có sẵn rộng rãi và rẻ tiền nhất trong số các loại công nghệ in 3D trên thế giới hiện nay.

Chúng hoạt động theo một quy trình trong đó một ống sợi bằng vật liệu nhựa nhiệt dẻo rắn (PLA, ABS, PET) được tải vào máy in 3D. Sau đó, nó được đẩy bởi một động cơ qua một vòi phun được làm nóng, nơi nó nóng chảy. Sau đó, đầu đùn của máy in sẽ di chuyển dọc theo các tọa độ cụ thể, đặt vật liệu in 3D vào một nền tảng xây dựng nơi dây tóc máy in nguội đi và đông đặc lại, tạo thành một vật thể rắn.

Khi lớp hoàn tất, máy in đặt lớp khác xuống, lặp lại quá trình này cho đến khi đối tượng được hình thành hoàn toàn. Tùy thuộc vào độ phức tạp và hình học của đối tượng, các cấu trúc hỗ trợ đôi khi được thêm vào, chẳng hạn như nếu đối tượng có các bộ phận nhô ra dốc.

Các ứng dụng phổ biến cho FDM bao gồm vỏ bọc điện, thử nghiệm hình thức và phụ kiện, đồ gá và đồ đạc, và các mẫu đúc đầu tư.

Điểm mạnh của FDM là nó cung cấp bề mặt hoàn thiện tốt nhất cộng với màu sắc đầy đủ cùng với thực tế là có nhiều vật liệu có sẵn để sử dụng.

Nó bị hạn chế bởi tính giòn, do đó không thích hợp cho các bộ phận cơ khí. Nó cũng có chi phí cao hơn SLA / DLP.

2. STEREOLITHOGRAPHY (SLA)

Đây là công nghệ in 3D đầu tiên trên thế giới. Nó được phát minh bởi Chuck Hull vào năm 1986. Nó hoạt động bằng phương pháp in 3D được gọi là Vat Polymerization trong đó vật liệu gọi là nhựa photopolymer (Tiêu chuẩn, Có thể đúc, Trong suốt, Nhiệt độ cao) trong thùng được xử lý chọn lọc bằng nguồn sáng. Cụ thể, một máy in SLA sử dụng gương, được gọi là điện kế hoặc galvos, trong đó một chiếc được đặt trên trục X, chiếc còn lại trên trục Y. Các galvos này hướng điểm của một chùm tia laze xuyên qua thùng nhựa, đóng rắn và đóng rắn một cách có chọn lọc một mặt cắt ngang của vật thể trong khu vực xây dựng, xây dựng nó lên từng lớp.

3. Xử lý ánh sáng kỹ thuật số (DLP)

Đây là một công nghệ in 3D và là loại máy gần giống như SLA. Sự khác biệt chính là DLP sử dụng máy chiếu ánh sáng kỹ thuật số có thể nhấp nháy một hình ảnh duy nhất của mỗi lớp cùng một lúc - hoặc nhấp nháy nhiều lần cho các phần lớn hơn.

Ánh sáng được chiếu vào nhựa thông qua màn hình đi-ốt phát sáng (LED) hoặc nguồn sáng tia cực tím (UV), chẳng hạn như đèn. Nó được dẫn trực tiếp vào bề mặt xây dựng bởi Thiết bị Micromirror Kỹ thuật số (DMD), là một loạt các gương siêu nhỏ kiểm soát nơi ánh sáng được chiếu và tạo ra dạng ánh sáng trên bề mặt xây dựng.

Vì máy chiếu là một màn hình kỹ thuật số, hình ảnh của mỗi lớp được tạo thành từ các pixel vuông, vì vậy mỗi lớp được hình thành từ các khối hình chữ nhật nhỏ gọi là voxels.

DLP có thời gian in nhanh hơn SLA vì mỗi lớp được phơi sáng cùng một lúc, thay vì truy tìm mặt cắt ngang của một khu vực bằng điểm của tia laser.

Các ứng dụng phổ biến cho SLA và DLP là nguyên mẫu polyme kiểu khuôn phun, đồ trang sức, ứng dụng nha khoa và thiết bị trợ thính.

Điểm mạnh của chúng là chúng có các chi tiết tính năng tốt và bề mặt hoàn thiện mịn.

Chúng bị hạn chế bởi tính giòn, do đó không thích hợp để sử dụng làm các bộ phận cơ khí.

4. Chọn tia thiêu kết Laser (SLS)

Sử dụng quy trình in 3D được gọi là Power Bed Fusion. Một thùng bột nhựa nhiệt dẻo (Nylon 6, Nylon 11, Nylon 12) được nung nóng đến ngay dưới điểm nóng chảy của nó. Sau đó, một lớp sơn phủ hoặc lưỡi gạt nước sẽ lắng một lớp bột mỏng - thường dày 0,1 mm - lên nền xây dựng.

Một chùm tia laze bắt đầu quét bề mặt, nơi nó 'thiêu kết' bột một cách chọn lọc, có nghĩa là nó làm đông đặc một mặt cắt ngang của vật thể. Như với SLA, tia laser được tập trung vào một vị trí bởi một cặp galvos.

Sau khi toàn bộ mặt cắt ngang được quét, nền tảng sẽ di chuyển xuống một độ dày của chiều cao lớp và toàn bộ quá trình được lặp lại cho đến khi vật thể được sản xuất hoàn chỉnh. Bột chưa thiêu kết vẫn giữ nguyên vị trí hỗ trợ đối tượng đã được thiêu kết, loại bỏ sự cần thiết của các cấu trúc hỗ trợ.

Các ứng dụng phổ biến cho SLS là sản xuất các bộ phận chức năng, ống dẫn phức tạp yêu cầu thiết kế rỗng và sản xuất với tốc độ thấp.

Điểm mạnh của nó là tạo ra các bộ phận chức năng, các bộ phận có tính chất cơ học tốt và có dạng hình học phức tạp.

SLS bị hạn chế bởi yêu cầu thời gian dẫn lâu hơn và chi phí cao hơn khi so sánh với FDM / FFF.

5. Đánh giá vật liệu (MJ)

Nó là một công nghệ in 3D có cùng tên. Nó sử dụng nhựa photopolymer (Tiêu chuẩn, có thể đúc, trong suốt, nhiệt độ cao) và hoạt động theo cách tư

photopolymer (Tiêu chuẩn, có thể đúc, trong suốt, nhiệt độ cao) và hoạt động theo cách tương tự như máy in phun thông thường. Sự khác biệt là, thay vì in một lớp mực, nhiều lớp được xây dựng lên nhau, tạo ra một vật thể rắn.

MJ khác với các loại công nghệ in 3D khác là lắng đọng, thiêu kết hoặc xử lý vật liệu xây dựng bằng cách lắng đọng từng điểm. Thay vào đó, đầu in phun ra hàng trăm giọt photopolymer và xử lý / đông đặc chúng bằng cách sử dụng ánh sáng UV. Sau khi một lớp được lắng đọng và đóng rắn, nền tảng xây dựng sẽ giảm độ dày một lớp và quá trình này được lặp lại cho đến khi tạo xong đối tượng 3D.

Một điểm khác biệt khác so với công nghệ in 3D là thay vì sử dụng một điểm duy nhất để đi theo một đường vạch ra lớp mặt cắt ngang, các máy MJ lắng đọng vật liệu xây dựng một cách nhanh chóng, theo dòng.

Ưu điểm của điều này là máy in MJ có thể chế tạo nhiều đối tượng trong một dòng duy nhất mà không ảnh hưởng đến tốc độ xây dựng. Miễn là các mô hình được sắp xếp chính xác với khoảng cách tối ưu, MJ có thể sản xuất các bộ phận nhanh hơn các loại máy in 3D khác.

Các đối tượng được làm bằng MJ yêu cầu hỗ trợ trong quá trình in và được in đồng thời trong quá trình xây dựng bằng vật liệu có thể phân hủy được loại bỏ trong quá trình xử lý sau. MJ là một trong những loại công nghệ in 3D duy nhất có thể tạo ra các vật thể được làm từ nhiều vật liệu và với đầy đủ màu sắc.

6. Theo yêu cầu (DOD)

là một loại công nghệ in 3D cũng sử dụng quá trình Phun vật liệu. Nó sử dụng một cặp ống mực. Một loại lắng đọng vật liệu xây dựng giống như sáp, thứ hai lắng đọng vật liệu hỗ trợ có thể hòa tan. Giống như các loại công nghệ in 3D điển hình khác, máy in DOD đi theo một đường dẫn định trước để phun vật liệu vào một điểm lắng đọng theo từng điểm, tạo ra diện tích mặt cắt ngang của từng lớp vật thể.

Máy in DOD cũng sử dụng một thứ gọi là ‘fly-cutter’ để lướt qua khu vực xây dựng sau khi mỗi lớp được tạo ra, đảm bảo một bề mặt hoàn toàn phẳng trước khi bắt đầu lớp tiếp theo.

Các ứng dụng phổ biến cho MJ và DOD là các nguyên mẫu sản phẩm đủ màu, các nguyên mẫu tương tự như khuôn ép phun, khuôn ép tốc độ thấp và các mô hình y tế.

Điểm mạnh là độ hoàn thiện bề mặt, khả năng sử dụng nhiều chất liệu và màu sắc đa dạng.

Các hạn chế bao gồm tính giòn khiến nó không phù hợp với các bộ phận cơ khí và chi phí cao hơn SLA / DLP.

7. Phun chất kết dính cát

Đây là công nghệ in 3D sử dụng quá trình phun chất kết dính. Quá trình này tương tự như SLS vì nó yêu cầu một lớp bột ban đầu, trong trường hợp này là cát hoặc silica, trên nền tảng xây dựng. Nó khác với SLS, ở chỗ thay vì sử dụng tia laser để thiêu kết bột, một đầu in di chuyển trên bề mặt làm lắng đọng các giọt chất kết dính liên kết bột với nhau, tạo ra từng lớp của vật thể.

Khi một lớp được in, nền xây dựng được hạ xuống và một lớp bột mới được trải lên trên lớp vừa in. Quá trình được lặp lại cho đến khi hoàn thành đối tượng.

Đối với các mô hình đủ màu, các vật thể được tạo ra bằng cách sử dụng bột thạch cao hoặc acrylic cùng với chất liên kết lỏng. Đầu in đầu tiên phun chất đóng gáy trong khi đầu in thứ hai phun màu, cho phép in mô hình đủ màu.

Sau khi các bộ phận được đóng rắn hoàn toàn, chúng được lấy ra khỏi lớp bột rời và được làm sạch. Chất ngấm vào (một loại nhựa đóng rắn nhanh để tăng cường các mô hình in 3D) thường được đưa vào để tăng cường các đặc tính cơ học. Lớp phủ cũng có thể được thêm vào để tăng cường màu sắc.

Sand Binder Jetting là một công nghệ chi phí thấp để sản xuất các bộ phận, khuôn đúc và lõi bằng cát. Sau khi in, lõi và khuôn được đưa ra khỏi khu vực xây dựng và làm sạch, loại bỏ cát rời. Sau đó, họ đã sẵn sàng để casting ngay lập tức. Sau khi đúc, khuôn được bẻ đôi và thành phần kim loại cuối cùng được loại bỏ.

8. Phun chất kết dính kim loại

Sử dụng phun chất kết dính để chế tạo các vật thể kim loại. Bột kim loại được liên kết bằng cách sử dụng chất liên kết polyme. Nó cho phép sản xuất các vật thể có hình học phức tạp vượt xa khả năng của các kỹ thuật chế tạo thông thường.

Các vật thể kim loại có chức năng đòi hỏi một quá trình thứ cấp như thấm hoặc thiêu kết, nếu không có quá trình này thì bộ phận sẽ có tính chất cơ học kém.

Với sự thẩm thấu, bột kim loại được liên kết bởi một chất liên kết. Sau khi đóng rắn, vật thể được đặt trong một lò nung, nơi chất kết dính được đốt cháy. Điều này làm cho vật thể có mật độ khoảng 60%, với các khoảng trống được để lại trong suốt bởi chất kết dính bị đốt cháy.

Sau đó, đồng được thêm vào bằng hoạt động mao dẫn để thâm nhập vào các khoảng trống, dẫn đến một vật thể có mật độ khoảng 90% và sức mạnh lớn hơn nhiều. Cần lưu ý rằng các vật thể được làm bằng Metal Binder Jetting thường có tính chất cơ học thấp hơn so với các vật thể được làm bằng Powder Bed Fusion.

Các ứng dụng phổ biến cho Phun cát và Chất kết dính kim loại là đúc cát, các bộ phận kim loại chức năng và các mô hình đủ màu.

Điểm mạnh bao gồm chi phí thấp và khối lượng xây dựng lớn cộng với các bộ phận kim loại chức năng.

Một hạn chế là các đặc tính cơ học không tốt bằng phản ứng tổng hợp bột kim loại.

Phun chất kế dính cát là một công nghệ chi phí thấp để sản xuất các bộ phận, khuôn đúc và lõi bằng cát. Sau khi in, lõi và khuôn được đưa ra khỏi khu vực xây dựng và làm sạch, loại bỏ cát rời. Sau đó, họ đã sẵn sàng để casting ngay lập tức. Sau khi đúc, khuôn được bẻ đôi và thành phần kim loại cuối cùng được loại bỏ.

9. Thiêu kết laser kim loại trực tiếp (DMLS) và nung chảy kim loại có chọn lọc (SLM)

là công nghệ in 3D sử dụng Metal Powder Bed Fusion, quá trình sử dụng nguồn nhiệt để nung chảy các hạt kim loại từng lớp một. Cả hai đều tạo ra các đối tượng theo cách tương tự như SLS. Sự khác biệt chính là những công nghệ này được sử dụng trong sản xuất các bộ phận kim loại thay vì nhựa. Vật liệu điển hình được sử dụng là bột kim loại, nhôm, thép không gỉ và titan.

DMLS được sử dụng để sản xuất các bộ phận từ hợp kim kim loại. Thay vì làm tan chảy nó, DMLS làm nóng bột kim loại bằng tia laser đến mức chúng hợp nhất với nhau ở cấp độ phân tử.

SLM sử dụng tia laser để làm tan chảy hoàn toàn bột kim loại để tạo thành một bộ phận đồng nhất, hay nói cách khác, nó chế tạo các bộ phận từ các vật liệu đơn lẻ, chẳng hạn như titan.

Ngoài ra, khác với SLS, các quy trình DMLS và SLM cần hỗ trợ cấu trúc để hạn chế khả năng bị biến dạng do nhiệt độ cao được sử dụng trong quá trình in.

10. Sự nóng chảy của chùm điện phân tử (EBM)

cũng sử dụng quy trình Metal Powder Bed Fusion. Không giống như DMLS và SLM, thay vì dùng tia laser, nó sử dụng chùm electron năng lượng cao để tạo ra phản ứng tổng hợp giữa các hạt kim loại trong bột.

Một chùm electron hội tụ quét qua một lớp bột mỏng, gây ra hiện tượng nóng chảy cục bộ và đông đặc trên một diện tích mặt cắt ngang cụ thể. Các khu vực sau đó được xây dựng lên để tạo ra một vật thể rắn.

Do mật độ năng lượng cao hơn, EBM có tốc độ xây dựng tốt hơn nhiều so với DMLS hoặc SLM. Kích thước tính năng tối thiểu, kích thước hạt bột, độ dày lớp và độ hoàn thiện bề mặt thường lớn hơn với EBM.

Ngoài ra, do bản chất của quá trình, các bộ phận EBM phải được chế tạo trong môi trường chân không và chỉ có thể được sử dụng với các vật liệu dẫn điện.

Các ứng dụng phổ biến cho ba công nghệ in 3D cuối cùng này là các bộ phận kim loại chức năng cho ngành hàng không vũ trụ, ô tô, y tế và nha khoa.

Điểm mạnh là chế tạo các bộ phận kim loại có chức năng mạnh nhất và khả năng tạo ra các hình học phức tạp. Hạn chế là chi phí cao và kích thước xây dựng nhỏ.

Bây giờ bạn đã quen thuộc với bảy quy trình sản xuất phụ gia khác nhau đã tạo ra mười công nghệ in 3D này (và một số lượng từ viết tắt đáng kinh ngạc!) Được sử dụng bởi máy in 3D ngày nay.

Nguồn: makerbot

Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d