Năm 1980, Khái niệm về in 3d được nhen nhóm bắt đầu từ năm 1976, thời điểm máy in phun được phát minh. Bởi vì đến năm 1984, các cải tiến và tiến bộ mới đối với đầu in phun đã giúp đưa công nghệ từ chỗ chỉ in được mực đến in được cả các chất liệu khác. Trong những thập kỷ sau đó, các ứng dụng của công nghệ in 3d đã không ngừng phát triển thông qua các ngành công nghiệp khác nhau, từ cơ khí, ô tô, hàng không, y học, sản xuất đến thiết kế trang sức.
Trường Đại Học Mĩ Thuật Công Nghiệp Khoa Tạo Dáng Công Nghiệp Bài Tập Chuyên Nghành TIỂU LUẬN Nghiên Cứu công Nghệ In 3D Chất Liệu Nhựa Mục Lục Chương I: Giai đoạn lịch sử phát triển vài nét công nghệ in 3D 1.Giai đoạn lịch sử phát triển công nghệ in 3D 2.vài nét in 3D Chương II: Qui trình in 3D chất liệu nhựa a Ưu điểm in 3D b Nhược điểm in 3D Chương III: Tìm hiểu số dịng máy in 3D 1.Độ mịn mẫu in 3D 2.Độ phân giải máy in 3D 3.một số loại máy in tiêu biểu Chương IV : Ứng dụng Chương V : Kết luận Tài liệu tham khảo: - taomau.com - 3dprint.com - flashforgevietnam.com - wikipedia Chương I : Giai đoạn lịch sử vài nét in 3D Giai đoạn lịch sử phát triển công nghệ in 3D Bạn mong muốn có cỗ máy tạo đồ vật mà mong muốn chưa? Ví bạn muốn có ghế kiểu hoa hướng dương, rổ kiểu ếch, khung ảnh hình Angry bird hay mơ hình bạn người thân chẳng hạn, cần có thiết kế tương ứng máy in 3d phù hợp, bạn hồn tồn làm việc Những sản phẩm đề cập thực tế sản xuất cách nhanh chóng với trình độ sản xuất cơng nghiệp đại, địi hỏi q trình phức tạp khép kín gồm nhiều công đoạn tạo mẫu, gia công, lắp ráp….Thế ngày tất rút gọn, đơn giản vài thao tác với công nghệ in 3D, công nghệ xưng tụng thay đổi giới kể từ thập kỷ trở Chúng ta điểm qua chặng đường lịch sử công nghệ thần kỳ từ lúc bắt đầu Năm 1980, Khái niệm in 3d nhen nhóm năm 1976, thời điểm máy in phun phát minh Bởi đến năm 1984, cải tiến tiến đầu in phun giúp đưa công nghệ từ chỗ in mực đến in chất liệu khác Trong thập kỷ sau đó, ứng dụng công nghệ in 3d không ngừng phát triển thông qua ngành công nghiệp khác nhau, từ khí, tơ, hàng khơng, y học, sản xuất đến thiết kế trang sức Năm 1984 đánh dấu đời thức cơng nghệ in 3d mà cha đẻ kỹ sư Charles Hull, người trở thành đồng sáng lập công ty 3D Systems sau này, người phát minh công nghệ Stereolithography huyền thoại, cho phép in vật thể 3D phức tạp với độ xác cao từ liệu số Một số thành tựu công nghệ in từ trước đến nay: -Năm 1984 : Charles Hull phát minh công nghệ stereolithography, cấp sáng chế năm 1987 - Năm 1991: Stratasys sản xuất máy in sử dụng công nghệ FDM giới - Năm 1992: Công ty 3d systems Charles Hull sản xuất máy in 3D dùng công nghệ SLA - Năm 1993: DTM sản xuất máy in dùng công nghệ SLS Năm 1994: Máy in từ sáp Model Maker đời -Năm 1997: Công ty Aeromet phát minh công nghệ LAM (laser additive manufacturing) -Năm 1999: Các nhà khoa học cấy thành công nội tạng từ tế bào bệnh nhân dùng đỡ in từ máy in 3D để chống đỡ phận - Năm 2000: Máy in phun 3D đời công ty Object Geometries Cùng năm Zcorp phát minh máy in 3D màu multicolor - Năm 2001 : Solidimension tạo desktop 3d printer - Năm 2002: Các nhà khoa học dự định tạo quan nội tạng kích cỡ thật hoạt động Một thận từ máy in 3D đời - Năm 2005: Dr Adrian Bowyer trường đại học Bath thành lập Reprap project để phổ cập công nghệ in 3D - Năm 2008: Reprap Darwin máy tự in phận Cùng năm Stratasys sản xuất thành công vật liệu in FDM có tính tương hợp sinh học (biocompatible) Một website điện tử dành cho thị trường model in 3D mang tên Shapeways đời Makerbot không thua cho mắt trang Thingiverse để chia sẻ model miễn phí dành cho việc in 3D -Năm 2009: Makerbot bắt tay sản xuất kit cải tiến máy Rerap cho đối tượng người dùng lớn Bên Organovo in thành công mạch máu -Năm 2011: Chiếc ô tô in công nghệ 3D đời -Năm 2012: LayerWise in thành công xương hàm Hà Lan -Năm 2013: Cody Wilson bị yêu cầu gỡ bỏ thiết kế cho sung để in 3D giới -Năm 2014 trước mắt dự báo năm phát triển thần kỳ in 3D, chờ đợi xem 2.Vài nét in 3D Ịn 3D, (kỹ thuật tạo khối vật thể ba chiều từ liệu thiết kế số hóa) vốn đề tài nghiên cứu nhà khoa học năm trước – trở nên phổ biến tới đối tượng cá nhân với giá mua phải Khái niệm in 3D thực khơng cịn q mẻ Vào năm 1980, Chuck Hull phát minh cấp sáng chế cho công nghệ stereolithography (tạo mẫu lập thể) ơng sáng lập tập đồn 3D Systems Kể từ đó, cơng nghệ in 3D đạt đượcnhững bước phát triển nhanh chóng với thay đổi từ kích thước máy in đến vật liệu in… Có cơng nghệ in,đó cơng nghệ in 3D ngồi SLA cịn có cơng nghệ SLS (Selective Laser Sintering) FDM(Fused Deposition Manufacturing) Công nghệ SLS (Selective Laser Sintering) Ngồi cơng nghệ phổ biến kể cịn nhiều cơng nghệ khác Polyjet, DMLS, SHS, EBM… Hệ thống in 3D phổ biến sử dụng công nghệ in phun lắng đọng Công nghệ tương tự máy in phun màu việc bổ sung thêm trục phun thẳng đứng Máy in 3D dùng đầu phun mực để phun lớp vật liệu siêu mỏng, cách lắng đọng nóng chảy hay xử lý ánh sáng cực tím để tạo lớp Cơng nghệ phát triển công nghệ SLA mô tả phía Vật liệu chủ yếu sử dụng nhựa dẻo polylactic acid (PLA) acrylonitrile butadiene styrene (ABS) PLA nhẹ dễ dàng thao tác ABS thực nhiệt độ thấp cịn ABS thường có khí độc địi hỏi hệ thống phức tạp Cơng nghệ hoạt động với nhiều dạng vật liệu khác nhau, từ kim loại tế bào người Máy in 3D cá nhân giá rẻ MakerBot Replicator II, đơn giản dễ sử dụng chất lượng sản phẩm chưa thực cao so với máy in Objet chuyên dụng sử dụng công nghệ nung kế laser – Selective Laser Sintering (SLS) Nói chút cơng nghệ SLS (Selective Laser Sintering) Stratasys phát minh năm 1980 Công nghệ nung chảy sợi nguyên liệu thành dạng bán lỏng ( chưa hóa lỏng hồn tồn, cịn giữ dạng sợi), đồng thời sử dụng đầu vòi phun vừa phun sợi nguyên liệu bán lỏng vừa chuyển động theo trục X, Y, Z để tạo lớp lớp layer chồng lên theo biên dạng mặt cắt thiết kế Do tính chất “bán lỏng” nên sợi ngun liệu đơng kết lại kịp kết dính với lớp layer trước Q trình lặp lại vật thể in hoàn chỉnh Tuy nhiên công nghệ FDM coi lựa chọn người tiêu dùng, tính tiết kiệm thân thiện với người dùng Thứ sáng chế công nghệ Stratasys nắm giữ hết hạn, phát triển dự án máy in mã nguồn mở, can thiệp nhà sản xuất độc lập Makerbot khiến FDM ngày phổ biến giá thành hạ.Thứ hai công nghệ sử dụng đơn giản, gồm hai thao tác “cắm phích điện” “bấm nút in” nên khiến người dùng phổ thông ưa chuộng Cơng nghệ FDM sử dụng chất liệu nhựa.Trong cách dịng máy in 3D, máy in sử dụng công nghệ FDM phổi biến có giá thành rẻ Cơng nghệ sử dụng đùn để đẩy lớp vật liệu chồng lên nhau, tạo thành khối sản phẩm Nguyên liệu cho máy in FDM chủ yếu nhựa, vật liệu nóng chảy.Tuy nhiên Với cơng nghệ FDM, sản phẩm in ln có đường vân sọc lớp Sản phẩm in xong chưa đạt đủ độ bóng, độ thẩm mỹ để thương mại hóa Có số nỗ lực xử lý để sản phẩm đẹp xông acetone, xịt sơn, chà láng Nhưng kéo dài thời gian chế tạo sản phẩm, hiệu chưa cao Nhìn chung sản phẩm in 3D với công nghệ FDM thường dùng để làm sản phẩm mẫu, chưa đủ để làm thành sản phẩm thương mại với số lượng nhiều.Và tương đối khó sử dụng khơng rành cơng nghệ khó dùng dịng máy khác Khơng máy in giấy thơng thường, máy in 3D có cách hoạt động phức tạp Bạn phải có file 3D, sau dùng phần mềm slice để chuyển file thành file cho máy in, điều chỉnh máy in hoạt động ý Bạn phải có kiến thức 3d máy tính sử dụng tốt máy Tất nhiên chất lượng sản phẩm in mức độ chun nghiệp khơng thể so với sản phẩm từ công nghệ SLA, SLS, SFF, Polyjet, DMLS, SHS, EBM máy FDM mức chuyên nghiệp ( khác với máy dùng FDM mức độ phổ thơng) Hiện tại,trên giới có hai phương pháp gia công in 3D sử dụng công nghệ in phun : Phun chất kết dính (binder jetting) phun vật liệu (material jetting) Liên quan đến vấn đề thuật ngữ ngành in 3D, có thuật ngữ lớn 3D Printing (in 3D), Additive Manufacturing ( sản xuất chồng lớp) Rapid Prototyping ( tạo mẫu nhanh), tất có ý nghĩa chung trình in vật thể chiều Tuy nhiên ngày thuật ngữ 3D printing trở nên phổ biến Những sản phẩm đề cập thực tế sản xuất cách nhanh chóng với trình độ sản xuất cơng nghiệp đại, địi hỏi q trình phức tạp khép kín gồm nhiều cơng đoạn tạo mẫu, gia cơng, lắp ráp….Thế ngày tất rút gọn, đơn giản vài thao tác với công nghệ in 3D, công nghệ xưng tụng thay đổi giới kể từ thập kỷ trở Chúng ta điểm qua chặng đường lịch sử công nghệ thần kỳ từ lúc bắt đầu Khái niệm in 3d nhen nhóm năm 1976, thời điểm máy in phun phát minh Bởi đến năm 1984, cải tiến tiến đầu in phun giúp đưa công nghệ từ chỗ in mực đến in chất liệu khác Trong thập kỷ sau đó, ứng dụng công nghệ in 3d không ngừng phát triển thông qua ngành công nghiệp khác nhau, từ khí, tơ, hàng khơng, y học, sản xuất đến thiết kế trang sức Năm 1984 đánh dấu đời thức cơng nghệ in 3d mà cha đẻ kỹ sư Charles Hull, người trở thành đồng sáng lập công ty 3D Systems sau này, người phát minh công nghệ Stereolithography huyền thoại, cho phép in vật thể 3D phức tạp với độ xác cao từ liệu số Thiết bị vật liệu AM Trước phát triển năm 1980 Năm 1981, Hideo Kodama Viện Nghiên cứu Công nghiệp thành phố Nagoya phát minh 2:00 chế tạo phương pháp mơ hình nhựa ba chiều với hình ảnh cứng polymer, nơi diện tích tiếp xúc với tia cực tím kiểm sốt mơ hình lớp hay phát quang,cơng ty Cổ phần Hệ thống 3D,đã phát triển hệ thống nguyên mẫu dựa trình gọi stereolithography, lớp bổ sung cách chữa giấy nến với ánh sáng cực tím laser Hull định nghĩa trình "hệ thống để tạo đối tượng ba chiều cách tạo mơ hình mặt cắt đối tượng hình thành,"nhưng điều được phát minh Kodama Đóng góp Hull việc thiết kế định dạng STL (STereoLithography) tập tin chấp nhận rộng rãi phần mềm in 3D slicing ấp ủ chiến lược kỹ thuật số phổ biến đến nhiều q trình ngày hơm Thuật ngữ in 3D ban đầu gọi trình sử dụng tiêu chuẩn tùy chỉnh máy in phun đầu in Các công nghệ sử dụng hầu hết máy in 3D nay, đặc biệt người nuôi cá mẫu người tiêu dùng theo định hướng mơ hình lắng đọng hợp nhất, ứng dụng đặc biệt nhựa đùn Đến năm 1984, cải tiến tiến đầu in phun giúp đưa công nghệ từ chỗ in mực đến in chất liệu khác.Năm 1984 đánh dấu đời thức công nghệ in 3d mà cha đẻ kỹ sư Charles Hull, người trở thành đồng sáng lập công ty 3D Systems sau này, người phát minh công nghệ Stereolithography huyền thoại, cho phép in vật thể 3D phức tạp với độ xác cao từ liệu số Năm 2000, Máy in phun 3D đời công ty Object Geometries Cùng năm Zcorp phát minh máy in 3D màu multicolor Chương II: Quy trình in 3D chất liệu nhựa Ở em muốn hướng tới công nghệ in 3D cấu tạo lên sản phẩm dựa loại nhựa phù hợp,từ từ máy in mà tạo sản phẩm mong muốn Để thấy xã hội phát triển đồng thời công nghệ ngày phát triển phục vụ nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng,đồng thời nhiều kiểu công nghệ in khác in 3D in nội dung (hình cắt CT bên trên) lên lớp ( tờ giấy bên trên) , lớp in chồng liên tiếp lên nhau, lớp lớp Mực in vật liệu muốn áp lên vật thể 3d, nhựa, giấy, bột, polymer, hay kim loại … , vật liệu có đặc điểm có kết dính với để vật liệu lớp bên kết dính với lớp bên Muốn hiểu giới in 3D, phải hiểu chất Stereolithography phương pháp xử lý in 3D giới Stereolithography hay Stereolithography apparatus thường gọi tắt SLA, kỹ thuật sử dụng tia laser để làm đông cứng nguyên liệu lỏng bể chứa lớn để tạo thành lớp liên tiếp chồng lên nhau, kích cỡ lớp ( layer) đạt 0,06mm nên độ xác phương pháp lớn sản phẩm máy in 3D Để tạo sản phẩm công nghệ in 3D , trước tiên cần có nguyên vật liệu phù hợp, máy in 3D, thiết kế mơ mơ hình kỹ thuật số vật thể thực máy tính Hiện khoa học tìm 100 loại vật liệu phù hợp với cơng nghệ in 3D phổ biến sợi nhựa tổng hợp sinh học PLA (Poly Lactic Plastic) ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) Trước in 3D thường chất liệu vải in 3D áp dụng nhiều loại vật liệu khác vải, nhựa, gỗ, sứ, kim loại, chí cát.Có cơng nghệ in 3D khác nhau,chúng ta đề cập đến công nghệ FDM (Fused Deposition Manufacturing) Mơ hình lắng đọng hợp ( FDM ) phụ gia sản xuất công nghệ thường sử dụng cho ứng dụng mơ hình, tạo mẫu sản xuất Nó kỹ thuật sử dụng để in ấn 3D FDM hoạt động nguyên tắc "phụ gia" cách đặt xuống tài liệu lớp; sợi nhựa kim loại dây unwound từ vật liệu cuộn, vật tư để sản xuất phần Công nghệ phát triển S Scott Crump vào cuối năm 1980 thương mại hóa vào năm 1990 Thời hạn hợp mơ hình lắng đọng chữ viết tắt để FDM ký nhãn hiệu Stratasys Inc Thuật ngữ xác tương đương, hợp filament chế tạo ( FFF ), đặt thành viên RepRap dự án để cung cấp cho cụm từ mà không bị ràng buộc mặt pháp lý sử dụng Nó đơi gọi nhựa Jet Printing (PJP) FDM bắt đầu với trình phần mềm xử lý tập tin STL (định dạng tập tin stereolithography) , toán học cắt định hướng mơ hình cho q trình xây dựng Nếu yêu cầu, chế hỗ trợ tạo Máy phân chia nhiều vật liệu để đạt mục tiêu khác nhau: Ví dụ, người ta sử dụng vật liệu để xây dựng mơ hình sử dụng khác cấu trúc hỗ trợ hịa tan,hoặc sử dụng nhiều màu sắc loại nhựa nhiệt dẻo mơ hình Các mơ hình phần sản xuất cách đùn hạt nhỏ nhiệt dẻo liệu để tạo thành lớp vật liệu cứng lại sau phun từ vòi phun Một sợi nhựa kim loại dây unwound từ vật liệu cuộn dây cung cấp cho đùn ống hút mà biến dịng chảy tắt.Điển hình có sâu ổ mà đẩy filament vào vòi phun với tốc độ điều khiển Các vịi phun làm nóng để làm tan chảy vật liệu Những nhựa nhiệt nung nóng khứ họ chuyển tiếp thủy tinh nhiệt độ sau gửi đầu đùn Các vịi phun di chuyển theo hướng hai chiều ngang dọc chế điều khiển số Các vòi phun sau công cụ đường điều khiển máy tính hỗ trợ sản xuất (CAM) gói phần mềm, phần xây dựng từ lên, lớp thời điểm động Stepper động servo thường sử dụng để di chuyển đầu đùn Cơ chế sử dụng thường thiết kế thẳng XYZ, thiết kế khí khác deltabot sử dụng Mặc dù FDM cơng nghệ in linh hoạt, có khả đối phó với phần nhơ nhỏ hỗ trợ từ lớp thấp hơn, FDM thường có số hạn chế độ dốc nhô ra, sản xuất hỗ trợ nhũ đá Vật liệu Myriad có sẵn, chẳng hạn Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS , acid polylactic PLA , Polycarbonate PC, Polyamide PA , Polystyrene PS , lignin, cao su, số nhiều người khác, có khác trade-offs sức mạnh nhiệt độ tài sản Gần đây, cơng ty Đức trình diễn lần khả kỹ thuật chế biến hạt PEEK thành dạng sợi 3D phận in ấn từ chất liệu sợi sử dụng FDM-công nghệ FDM, hình thức bật mẫu nhanh , sử dụng để tạo mẫu sản xuất nhanh chóng Tạo mẫu nhanh tạo điều kiện thử nghiệm lặp lặp lại, cho chạy ngắn, sản xuất nhanh chóng lựa chọn tương đối rẻ tiền FDM sử dụng nhựa nhiệt dẻo ABS, ABSi, polyphenylsulfone (PPSF), polycarbonate (PC), Ultem 9085, số người khác Những vật liệu sử dụng cho tính kháng nhiệt họ Ultem 9085 trưng bày retardancy lửa làm cho thích hợp cho hàng khơng vũ trụ hàng không ứng dụng.FDM sử dụng giàn giáo tạo mẫu cho ứng dụng kỹ thuật mô y tế a Ưu điểm : - Công nghệ sạch, đơn giản-để-sử dụng văn phòng thân thiện - Hỗ trợ sản xuất nhựa nhiệt cấp có máy móc ổn định mơi trường - Hình học phức tạp sâu mà không vấn đề trở nên thiết thực với công nghệ FDM b Nhược điểm: - Sản phẩm in xong chưa đạt đủ độ bóng, độ thẩm mỹ để thương mại hóa - chưa đủ để làm thành sản phẩm thương mại với số lượng nhiều.Và tương đối khó sử dụng khơng rành cơng nghệ khó dùng dịng máy khác FDM Cơng nghệ sử dụng nhựa nhiệt thử thử nghiệm tương tự tìm thấy trình sản xuất truyền thống Đối với ứng dụng đòi hỏi dung sai chặt chẽ, độ dẻo dai ổn định môi trường - hay tính chuyên ngành tản tĩnh điện, mờ, biocompatibility, VO dễ cháy FST xếp hạng - có nhiệt dẻo FDM cung cấp Sau sơ đồ ngắn gọn từ việc thiết kế tạo sản phẩm máy in: - Thiết kế phần mềm bạn ưa thích, xuất model sang định dạng OBJ STL - Load model OBJ/STL vào ứng dụng slicer (trong video makerware) - Xuất sang file in 3d (x3g) - Máy in 3d tạo sản phẩm Ta xem mơ hình hoạt động máy in 3D theo phương pháp hình 1 Nguồn chiếu laser chiếu tia laser để làm chất liệu đông đặc lại Bệ đỡ di chuyển lên xuống để giữ layer Bể chứa đựng vật liệu in 3D Vật thể 3D tạo hình từ lớp chồng đè lên Các máy in 3D tiên tiến sử dụng hay nhiều chất liệu Từng lớp lớp,máy in 3D tạo vật thể từ vật liệu nhựa kết dính.Nói đến máy in người ta thường nghĩ đến trình in ấn phức tạp.NHưng khơng phải vậy.Có nhiều điều thú vị xung quanh việc tạo vật thể từ máy in 3D.NGười sử dụng máy in sử dụng dùng nguyên liệu in sợi nhựa ABS( Acrylonitrile Butadiene Styrene) PLA(Polylactic Acid).Một số máy in nhận nhựa ABS,một số sử dụng 2.Các vật liệu nhựa đầu vào có dạng sợi,chiều rộng 1,75mm 3mm Nhựa ABS thường chế tạo đồ chơi Lego.Đây loại nhựa hóa học,hoạt hóa nhiệt độ cao.Nhựa PLA có nguồn gốc tự nhiên,chẳng hạn từ ngơ mía,cứng bóng nhựa ABS Khi có sợi nhựa,bạn đưa vào máy in 3D qua phận gọi đầu in ( print head ).Đầu in có hình dáng hộp với vòi phun.Một cấu chuyển động đẩy phần nhựa xuống đầu in Phương pháp in phun vật liệu, phương pháp in 3D mà vật liệu in (thường trạng thái lỏng hay nóng chảy) phun cách lựa chọn thông qua đầu phun kép Đầu phun kép tức ngồi đầu phun (để phun vật liệu in) có thêm đầu phun phụ đồng thời phun vật liệu hỗ trợ Tuy nhiên, vật liệu thường sử dụng phương pháp vật liệu nhựa lỏng quang hóa, nên làm rắn hóa ánh sáng UV sau lớp vật liệu hình thành trình khác sử dụng để tạo vật thể ba chiều Trong in 3D, trình đắp lớp áp dụng, lớp liên tiếp vật liệu dính chồng lên kiểm sốt máy tính Các đối tượng có hình dạng bất kỳ, sản xuất từ mô hình 3D nguồn liệu điện tử khác Một máy in 3D loại robot công nghiệp Muốn có nhiều màu,người ta phải đổi sợi nhựa q trình in.In 3D cơng nghệ in theo lớp.Bề mặt in đầu in phối hợp phối hợp với để thực in chiều.Quá trình in 3D diễn vài phút,vài chí nhiều ngày phụ thuộc vào kích thước khối lượng sản phẩm In 3D gốc thuật ngữ có ý nghĩa liên quan đến trình vật liệu tích lũy mơi trường bột với đầu máy in phun Gần ý nghĩa thuật ngữ mở rộng để bao gồm đa dạng kỹ thuật quy trình dựa phun thiêu kết Tiêu chuẩn kỹ thuật thường sử dụng hạn sản xuất phụ gia cho cảm giác rộng Mơ hình 3D in tạo với thiết kế máy tính hỗ trợ (CAD) gói thơng qua máy quét 3D thông qua máy ảnh kỹ thuật số đồng trắc phần mềm Các trình làm mẫu nhãn hiệu việc chuẩn bị liệu hình học cho đồ họa máy tính 3D tương tự thuật nhựa điêu khắc Quét 3D q trình phân tích thu thập liệu kỹ thuật số vào hình dạng xuất đối tượng thực Dựa liệu này, mơ hình ba chiều đối tượng quét sau sản xuất.Đặc điểm phương pháp này, khả đồng thời lắng đọng, tạo hình với nhiều vật liệu Điều có nghĩa là, chi tiết đơn lẻ sản xuất với nhiều vật liệu khác nhau, theo có tính chất, đặc tính kỹ thuật khác Ngoài ra, phương pháp in phun vật liệu đánh giá phương pháp in 3D có độ xác cao, tạo sản phẩm tương đối gần với thiết kế có bề mặt mịn sau hồn thành Chương III : Tìm hiểu số dịng máy in 3D 1.Độ mịn mẫu in 3D Trong nhiều trường hợp, mẫu in 3D bạn không ý chưa đạt độ mịn bề mặt sai lệch hình dạng, vấn đề phức tạp mà máy in 3D giá rẻ gặp phải! Chúng ta tìm hiểu thêm độ mịn độ phân giải máy in 3D để có biện pháp cải tiến nâng cao chất lượng in 3D Đặc thù tạo mẫu theo lớp, nên bề mặt sản phẩm để lại viền, viền to hay nhỏ tùy theo cài đặt phần mềm in đặc thù hình dạng sản phẩm Chiều cao lớp in (layer hight) lớn viền rõ ngược lại Chiều cao lớp in 3D: Đây thơng số ảnh hướng tới độ mịn mơ hình 3D Sau vài hình ảnh mẫu thiết kế in với độ phân giải khác nhau: Cùng độ phân giải, nhìn/sờ vào bạn nhận có khác biệt số vị trí tùy vào hình dạng mẫu in 3D • Thơng thường, mơ hình có phần bao dạng kim tự tháp, tức to nhỏ thấy xuất dấu vết lớp in • Cịn riêng với bề mặt dạng trơn thẳng: tường vách, hình trụ trịn, … chiều cao lớp in khơng ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt! Độ mịn theo phương khác Một máy in 3D điển hình vận hành với phân bố chuyển động theo phương: chiều cao ( trục Z) lớp in (mặt phẳng XY) Theo đó, chất lượng bề mặt mơ hình in có khác biệt theo phương Thường độ mịn theo phương thẳng đứng (trục Z) thể rõ khó khắc phục Trong độ mịn theo phương ngang (mặt XY) thể dễ xử lý Độ mịn bề mặt X-Y chưa đạt cân chỉnh bàn in 3D sai lệch Độ mịn bề mặt X-Y chưa đạt lượng vật liệu in 3D chảy bị hụt 2.Độ phân giải máy in: • • • Bất kỳ máy in có giới hạn định độ “sắc sảo” Với máy in 3D, độ phân giải in 3D hiểu độ xác máy Có người nói, chiều cao lớp in độ phân giải Điều phần, thực tế quan tâm tới độ phân giải, người ta mong muốn số giới hạn tối đa mà máy đạt được! Chiều cao lớp in bé phụ thuộc vào độ dịch chuyển bé theo phương trục Z Như vậy, độ phân giải in 3D hiểu sát nghĩa với độ xác (hoặc độ sắc nét) Mỗi máy in 3D giá rẻ có độ phân giải theo trục Z 0,1mm ( đặc biệt máy Ultimaker 0,05mm) Độ phân giải định bởi: động bước nâng bàn in độ xác trục vít Riêng phương XY, độ phân giải thường rơi vào khoảng 0,1-0,2mm ( điều kiện ký tưởng) Thực tế, trình hoạt động, sức căng dây đai bị giảm, cài đặt thông số firmware bo mạch aduino không đúng, nhiệt độ in sai lệch,… ảnh hưởng tới độ phân giải máy in 3D Tối ưu chất lượng mẫu in 3D nhờ vào cài đặt thông số firmware Aduino 3.Một số loại máy in: Công nghệ 3D FDM Stratasys Chế tạo sản phẩm với vật liệu nhựa đạt tiêu chuẩn cơng nghiệp Đặc tính ngun liệu: Màu sắc: mờ, Đặc tính – Dẻo dai, Có khả trung hịa tĩnh điện, Tương thích với vật liệu sinh học Năm 2008 - Objet Geometries Ltd tạo cách mạng ngành tạo mẫu nhanh giới thiệu Connex500™ Đây máy giới tạo sản phẩm 3D với nhiều loại vật liệu khác thời điểm.Từ ta thấy “in 3D” hay “3D Printing” cụm từ để loại công nghệ ngành tạo mẫu nhanh Nhưng cụm từ trở nên phổ biến đến mức thay cụm từ “tạo mẫu nhanh” phương diện máy tạo mẫu nhanh cá nhân giá rẻ Và bạn cần phải phân biệt máy in 3D giá rẻ thị trường gọi máy in 3D (3D Printer) công nghệ áp dụng lên cơng nghệ FDM công nghệ 3DP (3D Printing) * Một số máy in điển hình a 3D printer Fullcale XT Mankati Các máy in Mankati Fullscale XT 3D thiết kế với unibody thép đầy đủ để đảm bảo tính ổn định cao.Được tạo công ty Trung Quốc Thượng Hải Vision Technology Co., Ltd., Mankati Fullscale XT tính cấp sáng chế đầu in, làm Teflon / PEEK, để loại bỏ vấn đề tắc nghẽn vòi phun Nó sử dụng feeder dây tóc làm bánh có động vật cố định bánh kim loại cho xác máy in kèm theo build thính phịng với tường kính PMMA ba mặt để giữ cho nhiệt độ bên ổn định, ngăn chặn cong vênh biến dạng in đối tượng lớn Tính khác: • Máy đùn kép cho in ấn hai màu • Lớn xây dựng phong bì: 250 * 250 * 300mm • Độ xác: X, Y trục 0.01mm, Z trục 0.015mm • Lớp Độ phân giải: 0.04mm-0.4mm • Nozzle Đường kính: 0.4mm • Tốc độ: Max Speed Travel: 250mm / sec ; Max Tốc độ in: 180mm / sec ; Max Tốc độ Extrude: 100mm / sec • Máy in kích thước: 380 * 420 * 530mm • Trọng lượng: 25kg b 3D printer Dreamer The Dreamer có máy đùn kép, làm cho có khả in ấn nhiều màu sắc / vật liệu.Nó bao gồm xây dựng khơng gian lưu trữ, hình điều khiển cảm ứng LCD đa ngơn ngữ Nó WiFi kích hoạt, cho phép tải lên tập tin để-được-in, thơng qua kết nối khơng dây Nó hỗ trợ USB 2.0, bao gồm tảng in ấn tài liệu aerometal, mà không cần hiệu chỉnh Các máy in in từ thẻ SD, USB, thông qua WiFi.Được sản xuất Mỹ thông số kĩ thuật: - ARM Contex - M4 CPU Processor - Bao gồm Flashprint mơ hình q trình lái xe cắt - Built-in hỗ trợ nhớ 4g - Xây dựng khối lượng 230x150x150mm - Kèm theo build buồng - Chấp nhận sợi với đường kính 1.75-1.80mm - Tốc độ 30-80mm / s với ABS 80-200mm / s với PLA - Heated xây dựng tảng với 120C Nhiệt độ tối đa - In xác 0.1 - 0.2mm - Layer độ dày 0,1 - 0.5mm c.3D printer Creator Bro d.3D Printer Dual Creator e 3D printer ZEUS Còn nhiều loại máy in nữa,trên số máy in 3D tiêu biểu dòng máy in 3D Chương IV: Ứng dụng in 3D chất liệu nhựa Phát minh công nghệ in 3D phát minh quan trọng làm thay đổi sống người Công nghệ ứng dụng nhiều lĩnh vực sống từ chế tạo phận thể người, vũ khí quân đến quần áo thời trang In 3D chìa khóa mở nhiều đột phá lĩnh vực chăm sóc sức khỏe Điều đặc biệt nha khoa, kỹ thuật viên nha khoa sử dụng cơng nghệ để tạo thân răng, cầu răng, giả Ngoài quân đội Mỹ thử nghiệm máy in 3D nhằm sản xuất hàng loạt thành phần phụ tùng xe tăng, xe bọc thép xe đặc chủng NASA vừa đưa máy in 3D lên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) để sản xuất phận tàu vũ trụ, công cụ cho nhà du hành vũ trụ, vệ tinh Thậm chí người ta cịn xây hẳn ngơi nhà máy in 3D chi phí thời gian rào cản lớn Chúng ta quen thuộc với máy in 2D giấy công nghệ in 3D nhiều người mơ hồ Song bước, in 3D cho thấy vai trò quan trọng nhiều ngành cơng nghiệp chế tạo hồn tồn xứng đáng cách mạng khoa học Ngày nay, in ấn 3D gọi “lớp phụ gia” trình sản xuất, cung cấp nguyên liệu cho ngành xây dựng, chí chế tạo súng, xương người hay động máy bay So với ngành chế tác thủ công trước đây, in 3D mang đến suất lớn độ xác cao hẳn Ứng dụng công nghệ in 3D rộng rãi, từ xây dựng, thời trang, y học, đến công nghệ chế tạo máy bay,hay liên quan đến nghành công nghiệp vũ trụ.Hay chế tạo ô tô.Các linh kiện ô tô chế tạo công nghệ in 3D sử dụng thời gian, nhiên kỹ sư Jim Kor đồng nghiệp có ý tưởng táo bạo chế tạo nguyên ô tô công nghệ in 3D Chiếc xe sản xuất năm 2013, có hai bánh chở hai hành khách, với chi tiết làm chủ yếu từ nhựa nhờ máy in 3D Chiếc xe trang bị động hybrid làm sắt Với cơng nghệ in 3D, tơ chế tạo từ loại vật liệu rẻ, nhẹ bền khơng sắt thép, dễ dàng gia công tạo đường nét Bên cạnh công nghệ nano, công nghệ in 3D xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật Ứng dụng lớn, thay đổi hồn tồn cách thức tạo đồ vật hàng ngày Phát minh công nghệ in 3D đời từ năm 80 kỷ trước, nửa đầu năm 2014, xuất hệ thống in laze có chọn lọc với chất liệu in kim loại nhôm, đồng thép, mang lại hội thực cho công nghệ Ngày nay, công nghệ in 3D phát triển đa dạng, với sản phẩm 3D in với nhiều loại vật liệu khác nhau, vật liệu dạng khối, dạng lỏng, dạng bột bụi Ưu điểm in 3D tạo mẫu nhanh, với công nghệ thời gian tạo sản phẩm hoàn thiện khoảng – 72 Bên cạnh đó, sản phẩm tạo hoàn thiện đầy đủ chi tiết bên lẫn bên cách chi tiết lần thực mà phương pháp truyền thống chế tạo Phát minh công nghệ in 3D xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật Như minh chứng cho cơng nghệ in 3D việc ứng dụng cho người nhiều chế tạo phận thể người từ công nghệ 3D, Mới đây, bàn tay nhân tạo tạo máy in 3D 20 giờ, sử dụng loại nhựa thân thiện với môi trường gọi polylactic acid (PLA), với giá 100 RM (Ringgit Malaysia), khoảng 600.000 đồng Hay chế tạo ô tô nghành công nghiệ Vào cuối tháng 1/2015, hãng công nghệ Local Motors có trụ sở Phoenix, bang Arizona, Mỹ, giới thiệu với toàn giới sản phẩm hoàn thiện công nghệ in 3D thuộc ngành công nghiệp ôtô Chiếc xe ô tô làm công nghệ in 3D giới có tên Strati triển lãm mắt Detroit Hay lĩnh vực quân sự, chế tạo số loại vũ khí Cơng ty Solid Concepts chế tạo thành cơng súng lục kim loại làm máy in 3D giới vào năm 2013 Khẩu súng bắn thử thành công 50 phát đạn Đây súng kim loại làm máy in 3D giới có giá gần triệu USD vào thời điểm mắt chế tạo theo kiểu súng lục M1911 Cận cảnh súng lục kim loại 3D với độ xác khơng thua vũ khí thơng thường Cơng nghệ in 3D mở thời đại thiết kế,phục vụ cho nhà thiết kế,hỗ trợ người sử dụng để tạo sản phẩm phục vụ cho nhu cầu xã hội Công nghệ in 3D ứng dụng nhiều sống,khi sử dụng công nghệ sản xuất công nghiệp để sản xuất sản phẩm phục vụ nhu cầu người.Từ chế tác sản phẩm đồ chơi trẻ em,các sản phẩm nhựa hay phụ tùng,phụ kiện vowssi thiết kế không phức tạp.Hay ứng dụng nghành y chế tạo chân tay giả cử động linh hoạt Tuy nhiên giá thành chúng không rẻ, lên đến hàng ngàn USD Hay chế tác linh kiện,với công nghệ in 3D rắc rối giải dễ dàng Giờ bạn tải tập tin thiết kế linh kiện đó, sau sử dụng máy in 3D nhà để tạo khác hoàn toàn để thay Hiện nay, trang web Thingiverse có sẵn thiết kế 2.500 linh kiện thay tất đồ vật từ tay quay cửa sổ xe, đồng hồ đeo tay hay số linh kiện điện tử khác Hình ảnh số linh kiện tạo từ công nghệ in 3D Công nghệ in 3D xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật Nhờ công nghệ in 3D, chế tạo đồ vật với giá thành rẻ thời gian ngắn nhiều ngành công nghiệp sản xuất ô tô, máy bay,… Dù sản phẩm tạo tư công nghệ in 3D vân chưa đạt hiệu hồn tồn mong muốn,dù có thiếu sót.Tuy nhiên tương lai có đổi không ngừng khoa học-công nghệ ngày phát triển xã hội Tổng thống Mỹ Barack Obama phát biểu: “Công nghệ in 3D cách mạng ngành công nghiệp sản xuất Mỹ" Cịn Việt Nam khơng q mẻ thật chưa phát triển bùng nổ V.Kết luận Các phận in 3D không mạnh mẽ phận theo truyền thốngsản xuất Kỹ thuật lớp-by-lớp họ sản xuất hai sức mạnh lớn họ điểm yếu lớn họ Trong ép phun, bạn có sức mạnh chí đường ngang qua phần, vật liệu cấu trúc tài liệu tương đối phù hợp Trong in ấn 3D, bạn xây dựng lớp - điều có nghĩa có điểm yếu laminate lớp làm khơng trái phiếu trục Z họ làm X máy bay Y Này thể so sánh với tường Lego - bạn đặt tất viên gạch đầu trang khác, nhấn xuống: cảm thấy mạnh mẽ, đẩy tường từ phía bên phá vỡ thực cách dễ dàng Tại thời điểm , in 3D thực cách mạng hóa q trình tạo mẫu quan trọng theo nghĩa nó, có nghĩa thay đổi suy nghĩ Khi nhanh dễ dàng để thử nghiệm với dự án nghiên cứu, khuyến khích sáng tạo ý tưởng , ngân hàng tất người tương lai kinh tế toàn cầu Hiện tượng in 3D trở thành công việc thực tế cho hệ tương lai.Dù giá thành cho việc in 3D khơng rẻ đem lại góp phần thay đổi cơng nghiệp,mở cách mạng công nghiệp ... nét công nghệ in 3D 1.Giai đoạn lịch sử phát triển công nghệ in 3D 2.vài nét in 3D Chương II: Qui trình in 3D chất liệu nhựa a Ưu điểm in 3D b Nhược điểm in 3D Chương III: Tìm hiểu số dòng máy in. .. máy in 3D giá rẻ thị trường gọi máy in 3D (3D Printer) công nghệ áp dụng lên cơng nghệ FDM công nghệ 3DP (3D Printing) * Một số máy in điển hình a 3D printer Fullcale XT Mankati Các máy in Mankati... cơng in 3D sử dụng cơng nghệ in phun : Phun chất kết dính (binder jetting) phun vật liệu (material jetting) Liên quan đến vấn đề thuật ngữ ngành in 3D, có thuật ngữ lớn 3D Printing (in 3D) , Additive