Ngày thị trường hàng hoá cạnh tranh thay đổi mẫu mã đòi hỏi phải rút ngắn trình thiết kế, chế tạo sản phẩm Vì công nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping Technology - RPT) trở thành vấn đề thời Có thể tạo sản phẩm nhanh cách: gia công nhanh, tạo khuôn nhanh tạo mẫu nhanh Gia công nhanh gia công cao tốc (High Speed Machining - HSM) phải dùng đến máy công cụ với tốc độ dao cắt lên đến vài chục nghìn vòng/phút Tạo “khuôn nhanh” (Rapid tooling) “mẫu nhanh” (Rapid prototyping) bước phát triển CAD (Computer Aided Design) Nếu có thiết bị tạo mẫu nhanh (thiết bị RPT) nối ghép với máy tính từ hình thể 3D thiết kế mô tả hình nhanh chóng tạo vật thể chiều thực, sờ thấy được, thiết bị RPT Cho nên người ta gọi thiết bị RPT “máy in chiều” (Three dimension printer) Đặc điểm phần lớn phương pháp PRT chế tạo mẫu cách đắp thêm vật liệu theo lớp Muốn phải cắt mô hình 3D thiết kế CAD thành lớp có chiều dày xác định Để cho thuận tiện, trước cắt lớp, người ta chuyển mô hình 3D sang dạng tệp đặc biệt, ví dụ tệp STL Cho đến có hàng chục phương pháp RPT phụ thuộc vào khả tạo lớp vật liệu sử dụng Dưới trình bày sơ lược chất số phương pháp thông dụng Phương pháp SLA (Stereo lithography apparatus) tạo mẫu từ vật liệu cao su bắt sáng (photocurable resin) lỏng Như mô tả hình Khi nguồn laser, điều khiển theo tín hiệu máy tính, quét phủ mặt cắt ngang mô hình 3D làm hoá cứng lớp Sau thùng đựng cao su lỏng hạ xuống nấc hình thành mẫu theo lớp Phương pháp SGC (Solid Ground Curing) phương pháp làm khô cứng lớp Khác với SLA, không sử dụng nguồn laser điểm mà dùng chùm ánh sáng cực tím chiếu lên toàn bề mặt, che chắn qua mặt nạ (mask) Phần vật liệu hở sáng đông cứng thành lớp Mặt nạ phim âm tiết diện cắt Phương pháp LOM (Laminated Object Manufacturing) dùng vật liệu dạng có phủ keo dính (chủ yếu giấy dùng nhựa, kim loại v.v.) Nguồn Laser tạo lớp mặt cắt cách cắt vật liệu theo đường biên mặt cắt vật thể Các lớp mặt cắt dán chồng lên nhờ hệ thống lăn gia nhiệt Phương pháp SLS (Selective Laser Sintering) phương pháp thiêu kết tia Laser Sau lăn trải mặt bàn công tác lớp bột với chiều dày định trước, nguồn Laser quét phủ bề mặt cần tạo lớp vùng hạt vật liệu dính kết vào tạo thành lớp Mỗi bước di chuyển thẳng đứng hệ thống thiết bị hình thành lớp Hình Phương pháp 3D Printing hoạt động theo nguyên tắc in “phun mực” Một loại mực keo đặc biệt phun lên lớp bột nhựa trải phẳng hoá cứng Như chúng tạo lớp lớp tạo vật thể Phương pháp FDM (Fused Deposition Manufacturing) dùng vật liệu dạng dây dễ chảy, ví dụ nhựa ABS Như mô tả hình 4, sợi dây qua đầu gia nhiệt hoá dẻo trải lên mặt theo biên dạng mặt cắt mẫu, theo lớp có chiều dày chiều dày lớp cắt Nhựa dẻo liên kết theo lớp tạo xong mẫu Hình Trên giới thiệu số phương pháp điển hình công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng dạng vật liệu khác (lỏng, bột, tấm, dây) với đặc tính khác Cái chung xử lý qua lớp Các việc cắt lớp, tạo lớp đo lớp không đơn giản có ảnh hưởng lớn đến độ xác tạo hình Vì đòi hỏi thiết bị phải có độ xác cao, nên đắt tiền Ngoài cần có chương trình phần mềm đủ mạnh, ví dụ, để xử lý thông tin cập nhật độ dày lớp vật liệu vừa tạo sau co ngót so với độ dày danh nghĩa phân lớp máy tính Thuận tiện kiểm tra định kỳ độ cao vật thể sau hoàn thành thao tác số lớp vật liệu Kết luận Tạo mẫu nhanh ý tưởng thiết thực phục vụ cho việc rút ngắn chu kỳ đời sản phẩm đem lại hiệu kinh tế không nhỏ nơi biết khai thác chất công nghệ cách linh hoạt Thực chất công nghệ tạo lớp tuỳ theo đặc điểm vật liệu dạng hình học vật thể Sai số tạo hình phụ thuộc vào cách cắt lớp, độ dày phân lớp, mức di chuyển tạo độ dày lớp, mà quan trọng phần mềm xử lý cập nhật thông tin độ dày thực tế Vì việc nâng cao độ xác tạo hình quan tâm nhiều Một nhược điểm quan tâm khắc phục phải tạo hình qua giai đoạn trung gian dùng vật liệu chưa vật liệu thật sản phẩm, nên làm “chậm lại” trình “tạo mẫu nhanh”