Các loại máy in 3D đều không giống nhau. Có một số loại in 3D khác nhau, khác nhau về cách chúng tạo ra các lớp và vật liệu chúng sử dụng.
In 3D là một công nghệ cho phép tạo ra các vật thể vật lý từ các mô hình kỹ thuật số bằng cách đặt các lớp vật liệu lên trên nhau. In 3D có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như kỹ thuật, y học, nghệ thuật và giáo dục.
Mục lục
Stereolithography (SLA)
Stereolithography (SLA) là một trong những loại in 3D lâu đời nhất và được sử dụng rộng rãi nhất. Một công nghệ in 3D được sử dụng để tạo ra các mô hình và sản phẩm bằng cách sử dụng ánh sáng để đóng rắn các lớp nhựa lỏng.
Quá trình in 3D bằng SLA bắt đầu bằng việc tạo ra một mô hình 3D trên máy tính. Sau đó, một lớp nhựa lỏng đặt trong một bể chứa. Một tia laser được chiếu qua một tấm gương và phản xạ xuống lớp nhựa lỏng, làm cho nó đóng rắn trên một khu vực nhất định. Khi một lớp được đóng rắn, bể chứa được di chuyển một khoảng nhỏ để tạo ra lớp tiếp theo. Quá trình này được lặp lại cho đến khi sản phẩm hoàn thành.
SLA cho phép tạo ra các sản phẩm với độ chính xác cao hơn so với FDM, với khả năng tạo ra các chi tiết nhỏ hơn và bề mặt mịn hơn. Tuy nhiên, giá thành của SLA thường cao hơn so với FDM và các công nghệ in 3D khác.
Selective Laser Sintering (SLS)
Selective Laser Sintering (SLS) – Thiêu kết vật liệu bằng laser có chọn lọc là một loại in 3D khác sử dụng tia laser để nung chảy các vật liệu dạng bột thành các lớp rắn. Bột được phân tán trên một nền tảng, và tia laser quét mặt cắt của đối tượng để nóng chảy và liên kết các hạt lại với nhau.
Chân đế sau đó hạ xuống để tạo ra không gian cho một lớp bột mới. SLS có thể in với nhiều loại vật liệu khác nhau, chẳng hạn như nylon, polystyrene, kim loại và gốm. SLS có thể tạo ra các đối tượng mạnh và bền không cần cấu trúc hỗ trợ, nhưng nó cũng yêu cầu xử lý sau để loại bỏ bột dư thừa và cải thiện hoàn thiện bề mặt.
So với SLA, các bộ phận chắc chắn hơn nhưng có bề mặt hoàn thiện thô hơn. SLS không yêu cầu cấu trúc hỗ trợ nên toàn bộ nền tảng bản dựng có thể được sử dụng để lồng nhiều bộ phận vào một bản dựng duy nhất àm cho nó phù hợp với số lượng bộ phận cao hơn các quy trình in 3D khác.
Selective laser melting (SLM)
Selective Laser Melting (SLM) – Nung chảy bằng laser có chọn lọc là một phương pháp in 3D khác sử dụng tia laser để nung chảy và liên kết các hạt bột kim loại lại với nhau để tạo thành các lớp rắn. SLM tương tự như Direct Metal Laser Sintering (DMLS) và Electron Beam Melting (EBM) nhưng sử dụng tia laser để nung chảy bột kim loại thay vì sử dụng tia electron.
Bột kim loại được phân bố trên một nền tảng, và tia laser quét qua phần cắt ngang của đối tượng để tan chảy và liên kết các hạt lại với nhau. Sau đó, nền tảng được giảm xuống để tạo không gian cho một lớp bột mới.
SLM có thể tạo ra các bộ phận kim loại mật độ cao và chính xác có hiệu suất cơ học cao và có thể in với nhiều loại kim loại khác nhau, chẳng hạn như titan, nhôm, đồng, thép không gỉ và nhiều hơn nữa. Đây là công nghệ phổ biến trong In 3D kim loại.
Các loại máy in 3D SLM và SLS khác gì nhau?
Selective Laser Melting (SLM) và Selective Laser Sintering (SLS) đều là các phương pháp in 3D sử dụng tia laser để nung chảy và liên kết các hạt bột lại với nhau để tạo thành các lớp rắn. Tuy nhiên, hai phương pháp này có một số điểm khác nhau như sau:
- Nguyên liệu in: SLM thường được sử dụng để in các sản phẩm kim loại, trong khi SLS thường được sử dụng để in các sản phẩm từ bột nhựa và bột polymer.
- Quá trình nung chảy: Trong quá trình SLM, tia laser được sử dụng để nung chảy hoàn toàn các hạt bột kim loại, trong khi trong quá trình SLS, tia laser chỉ được sử dụng để nung chảy bề mặt các hạt bột polymer để liên kết chúng lại với nhau.
- Nhiệt độ: Quá trình SLM thường đòi hỏi nhiệt độ cao hơn so với quá trình SLS để nung chảy hoàn toàn các hạt bột kim loại.
- Độ chính xác: SLM thường cho độ chính xác cao hơn so với SLS, vì quá trình SLM sử dụng tia laser để nung chảy và liên kết các hạt bột lại với nhau một cách chính xác hơn.
-
Selective Laser Melting (SLM) và Selective Laser Sintering (SLS) khác gì nhau
Tóm lại, SLM và SLS là hai phương pháp in 3D sử dụng tia laser để nung chảy và liên kết các hạt bột lại với nhau để tạo thành các lớp rắn, nhưng chúng có sự khác biệt trong nguyên liệu in, quá trình nung chảy, nhiệt độ và độ chính xác.
Fused Deposition Modeling (FDM)
Fused Deposition Modeling (FDM) – Có thể hiểu là Tạo hình bằng cách đặt lớp vật liệu nhựa nóng lên nhau là loại in 3D phổ biến và giá rẻ nhất.
Quá trình in 3D bằng FDM bắt đầu bằng cách ép một sợi nhiệt dẻo được gia nhiệt qua một đầu phun di chuyển theo ba trục để đặt vật liệu từng lớp. Sợi được cấp từ cuộn, và đầu phun có thể thay đổi nhiệt độ và tốc độ của nó để điều khiển dòng chảy và làm mát của vật liệu.
FDM là một trong những công nghệ in 3D phổ biến nhất do nó đơn giản và dễ sử dụng, đồng thời cũng có thể được sử dụng để tạo ra một loạt các sản phẩm khác nhau với độ chính xác cao với điểm nhỏ nhất khoản 0.1 mm.
FDM có thể in với nhiều loại vật liệu khác nhau, chẳng hạn như ABS, PLA, PETG, TPU và hơn thế nữa. FDM dễ sử dụng và bảo trì, nhưng nó có độ phân giải và độ chính xác thấp hơn các loại in 3D khác.
Phổ biến như:
Máy in 3D FDM CREALITY Ender 3 Pro
Digital Light Processing (DLP)
Digital Light Processing (DLP) – Xử lý bằng ánh sáng kỹ thuật số, tương tự như SLA, nhưng nó sử dụng một máy chiếu thay vì một tia laser để kết nhựa. Nó hoạt động bằng cách sử dụng một màn hình chiếu ánh sáng UV.
Nhựa UV (thường là Nhựa Resin UV) chứa trong một hộp đựng nhựa của máy in, màn hình chiếu ánh sáng UV từng tự qua bề mặt để vẽ hình dạng của mỗi lớp trong vài giây (tùy loại nhựa Resin). Máy in sau đó di chuyển đế in lên xuống để cho một lớp keo mới cho lớp tiếp theo.
Màn hình phát ra ánh sáng UV để tiếp xúc với toàn bộ lớp keo cùng một lúc, thay vì vẽ nó từng dòng một. Điều này làm cho DLP nhanh hơn SLA. Cũng gần như là in nhanh nhất trong các loại máy in 3D.
SLA có thể sản xuất các bộ phân có độ phân giải cao và bề mặt trơn. Độ chi tiết phụ thuộc vào màn hình UV, có thế đạt đến độ phân giải 8k, cho độ chính xác chi tiết nhỏ nhất 43 µm (0.043 mm)
Khi in hoàn tất, yêu cầu xử lý sau để loại bỏ keo dư thừa và cấu trúc hỗ trợ. Thường sẽ được rửa sơ với nước sạch hoặc dung dịch làm sạch, nó phụ thuộc vào loại nhựa resin sử dụng. Sau đó rửa với máy rửa siêu âm. Cuối cùng đem sấy bằng đèn UV cường độ cao để đạt đến độ rắn kết hoàn thiện.
Máy in SLA vượt trội trong việc sản xuất các bộ phận có độ chi tiết cao, bề mặt mịn và dung sai chặt chẽ. Bề mặt chất lượng hoàn thiện trên các bộ phận SLA không chỉ trông đẹp mắt mà còn có thể hỗ trợ chức năng của bộ phận.
Máy in 3D DLP AnyCubic PHOTON MONO 4K
Các loại máy in 3D khác ít gặp
In 3D Kim loại – Direct Energy Deposition (DED)
Sự lắng đọng năng lượng trực tiếp sử dụng nguyên liệu kim loại và tia laser để chế tạo các bộ phận. Không giống như phản ứng tổng hợp trên giường bột, nguyên liệu (có thể là bột hoặc dây) và tia laser đều nằm trên một đầu in duy nhất phân phối và kết hợp vật liệu đồng thời. Các phần kết quả rất giống với Powder Bed Fusion, với một vài điểm khác biệt và cơ hội chính.
Thay vì trải bột trên giường và làm tan chảy nó bằng tia laze, các máy DED thổi bột ra khỏi đầu in một cách chính xác lên một bộ phận, sử dụng tia laze trên đầu để kết hợp nó với bộ phận trong quá trình xây dựng.
Multi Jet Fusion (MJF)
Multi Jet Fusion (MJF) là một công nghệ in 3D mới ra đời được phát triển bởi HP (Hewlett-Packard) vào năm 2016. Nó sử dụng tia laser để đóng rắn các vật liệu nhựa bột trên một nền tảng in.
Quá trình in 3D bằng MJF bắt đầu bằng việc tạo ra một mô hình 3D trên máy tính. Sau đó, một lớp vật liệu nhựa bột được đặt lên một nền tảng in. Một đầu phun sẽ phun một lượng chất hóa học được gọi là “agent” lên lớp vật liệu nhựa bột. Sau đó, một tia laser được sử dụng để đóng rắn lớp vật liệu nhựa bột đóng lại tại các vị trí được chỉ định bởi tia laser. Quá trình này được lặp lại cho đến khi sản phẩm hoàn thành.
Xem thêm về công nghệ Multi Jet Fusion (MJF) của HP
Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
Direct Metal Laser Sintering (DMLS) là một loại in 3D sử dụng tia laser để nung chảy bột kim loại thành các lớp rắn. Bột kim loại được phân bố trên một nền tảng, và tia laser quét qua phần cắt ngang của đối tượng để tan chảy và kết nối các hạt lại với nhau.
Sau đó, nền tảng được giảm xuống để tạo không gian cho một lớp bột mới. DMLS có thể in với nhiều loại kim loại khác nhau, chẳng hạn như thép không gỉ, titan, nhôm, đồng và nhiều hơn nữa. DMLS có thể tạo ra các bộ phận kim loại mạnh mẽ và phức tạp có hiệu suất cơ học cao, nhưng cũng yêu cầu xử lý sau để loại bỏ bột thừa và cải thiện bề mặt sản phẩm.
Electron Beam Melting (EBM)
Electron Beam Melting (EBM) là một loại in 3D khác sử dụng tia electron để nung chảy bột kim loại thành các lớp rắn. Bột kim loại được phân bố trên một nền tảng trong một buồng chân không, và tia electron quét qua phần cắt ngang của đối tượng để tan chảy và kết nối các hạt lại với nhau. Sau đó, nền tảng được giảm xuống để tạo không gian cho một lớp bột mới.
EBM có thể in với nhiều loại kim loại khác nhau, chẳng hạn như titan, cobalt-chrome và hợp kim nickel. EBM có thể tạo ra các bộ phận kim loại mật độ cao và chính xác có hiệu suất cơ học cao, nhưng cũng yêu cầu xử lý sau để loại bỏ bột thừa và cải thiện bề mặt sản phẩm.
Trong các loại máy in 3D thì loại này ít được đề cập nhất. Tuy nhiên công nghệ ngày càng cải tiến, có thể vào lúc nào đó công nghệ này sẽ phổ biến hơn.
Ngoài ra, bạn có thể nghe đến các loại máy in 3d trong xây nhà, trong sản xuất thịt nhân tạo, thịt chay và nhiều nữa. Chúng thường cũng dựa trên nguyên lý của máy in 3D FDM là chính, thức là in đùn ép, gia nhiệt và chạy thành từng lớp để tạo hình.
