Rất vui mừng chào đón bạn đọc ghé thăm3D MASTERvà cho dù bạn là người mới tìm hiểu về công nghệ in 3D hay chỉ đơn giản là tìm kiếm để trau dồi kiến thức thì chúng tôi đều rất vui mừng khi bạn đã ghé qua đây. Hầu hết chúng ta đã được nghe nói tới, hay đã biết một mức độ nào đó về tiềm năng của công nghệ in 3D rồi. Nhưng với hướng dẫn này chúng tôi sẽ cung cấp đầy đủ thông tin nhất về lịch sử ra đời, quá trình in 3D thực tế, vật liệu in và các ứng dụng tốt nhất của công nghệ in 3D. Chúng tôi hy vọng bạn sẽ thấy đây là một nguồn tài liệu chi tiết nhất, toàn diện nhất về in 3D, giúp ích để nâng cao kỹ năng cho bạn.
Đang xem: Công nghệ in 3d là gì
Bạn đã sẵn sàng chưa? Chúng ta sẽ bắt đầu ngay!
Công nghệ in 3D– còn được hiểu làquá trình tạo mẫu nhanh– nó đã được quảng cáo trên internet rất nhiều. Một số người tin là sự thật. Nhiều người khác cho rằng đây là một sản phẩm quảng bá hơi cường điệu, không có thật tồn tại xung quanh lĩnh vực công nghệ thú vị này. Bởi thế In 3D thực chất là gì ?ai sẽ sử dụng công nghệ này? và ứng dụng nó như thế nào?
Tổng quan về công nghệ In 3D
Công nghệ in 3D bao gồm một loạt các quá trình và công nghệ cung cấp đầy đủ khả năng để sản xuất các chi tiết và sản phẩm từ các loại vật liệu khác nhau. Về cơ bản, tất cả các quy trình công nghệ đều có điểm chung là cách thức thực hiện sản xuất, là quá trình điền đầy các lớp của chất phụ gia, nó trái ngược hoàn toàn với quy trình sản xuất truyền thống như làm khuôn .Ứng dụng của công nghệ in 3D đang phát triển rộng rãi từng ngày, nó thâm nhập sâu tới các lĩnh vực công nghiệp, nhà máy sản xuất, các nghành tiêu dùng. Hầu hết các nhà nghiên cứu có uy tín trên thế giới trong lĩnh vực công nghệ này đều đồng ý rằng , chỉ tính đến ngày hôm nay chúng ta mới bắt đầu thực sự nhìn thấy tiềm năng của công nghệ in 3D.3D MASTERlà một nguồn tin cậy để in 3D, mang đến cho bạn nhưng tin tức mới nhất,cái nhìn tổng quan nhất, quá trình phát triển và các ứng dụng khi chúng xuất hiện trong lĩnh vực thú vị này. Bài viết tổng quan này nhằm cung cấp cho bạn đọcsự tin cậy về thông tin công nghệ, quá trình sản xuất, vật liệu hay như lịch sử, phạm vi ứng dụng và lợi ích của công nghệ này.
Công nghệ in 3Dlà quá trình tạo ra cácmô hình vật lý(mẫu thực)từmô hình số hóa(file thiết kế 3D trên máy tính) một cách tự động thông qua cácmáy in 3D. In 3D là gì ?
Có những cách khác nhau để in ra 1 đối tượng bằng việc sử dụng công nghệ in 3D. Chúng ta sẽ biết về nó trong phần hướng dẫn phía dưới. Công nghệ in 3D mang tới 2 sáng kiến cơ bản: các thao tác của các đối tượng trong định dạng mô hình số và sản xuất các mô hình mới bằng quá trình tạo mẫu nhanh.
Mô hình số
+
Quá trình tạo mẫu nhanh
Gần đây công nghệ này đã có ảnh hưởng tới lịch sử loài người nhiều hơn bất cứ lĩnh vực khác. Hãy thử nghĩ xem một chiếc bóng đèn, một động cơ hơi nước, hay về sau này như xe hơi, máy bay, đó là chưa kể sự phát triển nhanh của các trang web trên toàn thế giới. Những công nghệ này đã tạo nên cho cuộc sống của chúng ta ngày một tốt hơn, đa dạng hơn bằng nhiều cách, mở ra con đường mới về khả năng, sự lựa chọn nhưng thường sẽ phải mất thời gian dài, đôi khi là cả vài thập kỷ , trước khi xuất hiện bởi sự đột phá của công nghệ này.
Công nghệ in 3D được tin tưởng rằng có tiềm năng lớn để trở thành nghành công nghệ hàng đầu. In 3D phủ sóng rộng rãi trên nhiều kênh truyền hình, báo chí và các mạng xã hội trực tuyến lớn. In 3D thực chất là gì mà một số người đã quyết định sẽ thay nó để thế vào quá trình sản xuất truyền thống, cách mạng quá trình thiết kế,áp dụng tới khoa học kỹ thuật, kinh tế, chính trị, xã hội, dân số, môi trường, an ninh cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta như thế nào ?
Về cơ bản,để phân biệt nguyên lý phía sau công nghệ in 3D đó là quá trình sản xuất chất phụ gia.Và điều này thực sự là chìa khóa vì in 3D là một phương pháp hoàn toàn khác dựa trên công nghệ tiên tiến là xây đắp xếp chồng các lớp vật liệu để tạo ra mô hình sản phẩm . Điều này là khác với bất kỳ kỹ thuật sản xuất truyền thống nào hiện có.
Ở đó có một số hạn chế của sản xuất truyền thống,…Tuy nhiên thế giới sản xuất đã phải có sự thay đổi , và quá trình tự động hóa về gia công, khuôn mẫu đòi hỏi phải cần có máy móc, máy tính, robot công nghiệp để hoàn thành.
Đối với nhiều ứng dụng của quá trình thiết kế truyền thống và quá trình sản xuất vẫn có những hạn chế chưa thể khắc phục được như việc bao gồm chi phí đắt tiền để mua dụng cụ cắt, máy móc thiết bị, đồ gá,…có thể dẫn tới 90% vật liệu ban đầu sử dụng bị lãng phí.
Xem thêm: Trình Độ Ngoại Ngữ Tiếng Anh B1 Là Gì ? Có Rất Nhiều Bạn
Ngược lại, công nghệ in 3D là quá trình tạo ra đối tượng một cách trực tiếp, bằng cách xếp tầng các lớp vật liệu theo các cách khác nhau tùy thuộc vào công nghệ sử dụng trong in 3D. Cách hiểu đơn giản về công nghệ in 3D cho bất cứ ai đang cố gắng để hiểu về khái niệm này thì công nghệ in 3D giống như việc xây dựng một số thứ với các khối Lego một cách tự động.
Công nghệ in 3D cho phép khuyến khích và thúc đẩy sự đổi mới trong tư duy, tự do thiết kế các ý tưởng mới, đó là một quy trình tiết kiệm được cả về chi phí lẫn thời gian. Các phần chi tiết sản phẩm có thể được thiết kế đặc biệt để tránh các các yêu cầu lắp ráp với sản phẩm có hình dạng hình học phức tạp hay các tính năng có độ khó cao mà không cần phải trả thêm chi phí khác. In 3D cũng đang nổi lên như một công nghệ tiết kiệm năng lượng, hiệu suất cao, thân thiện môi trường , vật liệu in sử dụng có tới 90% là đạt tiêu chuẩn trong suốt quá trình hoạt động, vật liệu có trọng lượng thấp hơn và có kết cấu vững chắc hơn các loại vật liệu truyền thống.
Trong những năm gần đây, công nghệ in 3D đã có những bước tiến xa hơn trở thành nghành công nghiệp tiêu biểu và đưa vào quá trình sản xuất bằng việc công nghệ đã dễ tiếp cận hơn với các công ty quy mô nhỏ hay từng cá nhân. Một số lĩnh vực lớn hơn, một tập đoàn đa quốc gia có quy mô và kinh tế có sở hữu máy in 3D, nhiều máy in 3D cỡ nhỏ có giá dưới 1000 usd.Điều này đã mở ra sân chơi công nghệ cho rất nhiều đối tượng có thể tham gia, và được tăng lên theo cấp số nhân trên mọi lĩnh vực, nhiều và nhiều hơn các hệ thống, các loại vật liệu, các ứng dụng, dịch vụ được xuất hiện.
Quy trình in 3D như sau:
Tạo mô hình CAD 3 chiều Tạo các thiết kế 3D vớiđịnh dạng STL, Cắt file STL thành những tiết diện theo thứ tự trên trục Z nếu sử dụng máy in khổ nhỏ Xây dựng mô hình (một) lớp trên đỉnh của lớp trước đó Làm sạch và hoàn thành vật thể
Tạo mô hình 3D(CAD Model Creation):Trước tiên, đối tượng được mô hình hóa bằng cách sử dụng một thiết kế với sự trợ giúp của máy tính, lập mô hình khối 3Dbằng các phần mềm như: Solidworks, ProE, Zbrush, Sketchup,… Các nhà thiết kế có thể sử dụng một tập tin CAD có từ trước hoặc tạo mới theo mục đích tạo mẫu. Quá trình này giống hệt nhau đối với các loại kỹ thuật tạo mẫu nhanhkhác nhau.
Chuyển đổi sang định dạng STL (Conversion to STL format):Các phần mềm 3D khác nhau sử dụng thuật toán khác nhau để thể hiện vật thể 3D(Solid part), để thiết lập tính thống nhất – định dạng STL (stereolithography) đã được áp dụng như là tiêu chuẩn của ngành công nghiệp tạo mẫu nhanh. Định dạng này là quỹ tích của các mặt tam giác liên kếtliên tục với nhau thể hiện bề mặt của vật thể trong không gian ba chiều. Do định dạng STL sử dụng các yếu tố mặt phẳng (planar triangles) nên nó không thể hiện bề mặt cong một cách chính xác. Tăng số lượng mặt tam giác có thể cải thiện độ mịn của bề mặt cong nhưng sẽ làmdung lượng filetăng. Các chi tiết lớn, phức tạp sẽ cần nhiều thời gian cho khâu tiền xử lý và xây dựng định dạng STL. Do đó, người thiết kế phải cân nhắc giữa yếu tố thời gian, dung lượng file và độ chính xác để có được một file STL tối ưu nhất.
Cắt file STL (Slice the STL file):trong bước này, một chương trình tiền xử lý file STL sẽ được xây dựng, một sốchương trình có sẵn và hầu hết cho phép người dùng điều chỉnh kích thước, vị trí và hướngmô hình.
Xác định hướng đặt rấtquan trọng với nhiều lý do: – Tính chất của mẫu tạo thành sẽ thay đổi tương đồng với phương hướng gá đặt. Ví dụ: mẫu sẽ yếu hơn vàchính xác không caotheo phương Z so với phương XY – Hướng đặt mô hình quyết định thời gian in mô hình. Vì thế nên đặt phương ngắn nhất của vật thể theo hướng Z của thiết bị để giảm số lượng các lớp do đó rút ngắn thời gian in. – Mỗi lát cắt (layer) có bề dày dao động từ 0.016mm đến 0.7mm… tùy theo công nghệ khác nhau. Chương trình cũng đồng thời tạo ra một cấu trúc vật liệu hỗtrợ đỡcác mô hình trong quá trình in (gọi là vật liệu support). Nó hỗtrợ hữu ích cho các tính năng của mô hình như: phần nhô ra không chân (beam); lỗ rỗng bên trong và phần vách mỏng. Mỗi nhà sản xuất máy in 3D cung cấp phần mềm lập trình in 3d của riêng mình.
Xây dựng mô hình (Layer by layer):đây là bước chủ đạo của quy trình tạo mẫu nhanh, nó sử dụng một trong những kỹ thuật khác nhau (RP techniques). Hệ thống xây dựng từng lớp vật liệu từ: polyme, dung dich nhựa lỏng, giấy, bột kim loại… Hầu hết là tự động, ít có sự can thiệp của con người.
Làm sạch và kết thúc:đây là bước cuối cùng của quy trình, bước này liên quan đến việc loại bỏ các phần từ phụ trợ (có đề cập ở bước số 3). Nguyên mẫu có thể yêu cầu phải làm sạch và xử lý bề mặt bằng phương pháp: đánh nhám, Sơn phủ để cải thiện độ thẩm mỹcủa mẫu sau khi in 3D.