tạo ảnh trục nằm ngang là phuơng pháp tiếp cận đuợc sử dụng để xác định ảnh của từng lớp đơn và đuợc định huớng tương tự như phương pháp tạo ảnh trong in đồ họa.
tạo ảnh bằng các đoạn thẳng liên tục hoặc chồng lên nhau (raster) như trong máy truỵền hình-phuơng pháp quét hình.
Phác họa đuờng viền của ảnh bằng chuỷên động của một vectơ như hình bên dứơi:
Phần bên trong của ảnh cĩ thể được tơ màu bằng sự dịch chuyển của một vectơ hoặc sử dụng mẫu ảnh raster. Một máy vẽ bằng phương pháp chấm điểm sử dụng để vẽ ảnh. Phương pháp raster nhanh hơn, vì khơng thay đổi về hướng và thuờng đuợc vẽ bằng các đường thẳng song song. Tuy nhiên, raster chỉ tạo ra đuợc một biên dạng gần đúng của mẫu với những sai lệch bậc thang gần đúng trên những cạnh khơng song song với chuyển động của bút vẽ, phương pháp họa đồ vectơ cĩ thể khắc phục đuợc nhược điểm trên.
IV.4. Cơ cấu tạo ảnh:
Tạo ảnh trên trục tung biểu diễn sư phân lọai cơ cấu theo cách thức dùng để xác định hình dáng ba chiều của chi tịết. Ví dụ, một chuyển động cơ học trong khơng gian hai chiều đuợc sử dụng để xác định hình dáng hình học của một lớp và trục thứ ba đuợc xây dựng bằng cách dịch chuyển cẩu nâng xuống phía dưới
Một cơ cấu khác, xác định hình ảnh hai chiều bằng phương pháp hình chiếu quang học và chiều thứ ba đuợc xây dựng bằng chuyển động cơ học.
phương pháp quang học phổ biến nhất là dùng tấm gương mạ điện, các gương mạ điện là các thiết bị cơ khí. Tuy nhiên, mỗi loại cĩ một loạt các đặc tính riêng và cĩ yêu cầu thiết kế kết cấu truợt gương khác nhau.
Phuơng pháp vectơ biên chiếm ưu thế hơn loại raster ( điều này tương phản với các máy in để bàn-phương pháp raster chiếm ưu thế hơn).
A. Nhĩm 1: laser / gương:
Loại máy quét bằng tia laser sử dụng gương mạ được phát triển ở châu âu và nhật. loại này sử dụng cả phương pháp vectơ biên và phương pháp raster.
Máy đơn giản nhất bao gồm: một ống phĩng tia laser, một thấu kính hội tụ và hai trục gương mạ như hình vẽ mơ tả:
Hệ thống gương
Khả năng quét của gương mạ (galvo) là một yếu tố giới hạn khả năng của hệ thống vì độ mạ guơng là sự kết hợp cân bằng giữa vận tốc và độ chính xác trong việc tạo nên hình ảnh của lớp.
Để tăng độ chính xác của các vật liệu (đặc biệt là loại polymer cảm quang), cân phải tăng độ chính xác của thiết bị quét gương bằng cả hai cách: mua lại từ các nhà cung cấp và tự chế tạo gương cho thiết bị của mình.
Ta cĩ bảng mơ tả độ chính xác cũa một số hệ thống guơng mạ ở các tốc độ quét. Máy Tốc độ quét (m/s) Độ chính xác (microns) 3D system SLA500,350 5 ± 50
CMET all minor machines 5 ± 50
Teijin Seiki all machines 15 ± 12,5
EOS stereos 2 ± 50
DTM Sinterstation 2000 2 ± 50
EOS Eosint S700* 2,5 ± 100
Máy cĩ 2 ống laser và hai máy quét, hai tia laser cĩ thể dùng để chế tạomột vật thể lớn hoặc chế tạo nhiều chi tiết khác nhau.
Độ chính xác của sản phẩm tùy thuộc vào khả năng của máy và nguyên liệu. độ cong vênh sinh ra do hệ thống vật liệu là hạn chế chủ yếu, đặc biệt xảy ra trong các hố trình như hố rắn laser chọn lọc, và trong quá trình in nổi.
Độ chính xác về khả năng định cỡ của hệ thống quét laser là yếu tố then chốt để cung cấp các hệ thống cĩ chất lượng. nếu hệ thống quét cĩ độ chính xác là 50
microns trên một chiều dài 500mm, độ chính xác khi đĩ sẽ là 1/10000, và đạt đuợc như vậy chỉ khi trên máy lắp đặt hồn chỉnh.
Phương pháp sử dụng các kết quả của bảng định cỡ đuợc ghi nhận bằng hệ thống điện tử và đuợc máy sử dụng:
• Hệ thống 3d đặt một tấm định cỡ cĩ các lỗ khoan, ngừoi vận hành chiếu laser qua lỗ, thu nhận ảnh chúng và tạo ảnh chúng trên một thiết bỉ cảm quang.
• Hãng DTM đốt cháy các lỗ trên tấm phim mylar và khảo sát chúng ngoại tuýên.
Kích thước tiêu điểm cố định:
• Hệ thống gương laser mạ cĩ nhiệm vụ điều khiển tia để quét nĩ trên tồn bộ khơng gian làm việc. Hầu hết thiết bị, thấu kính đuợc đặt trước gương như trong hình vẽ bên dứoi:
Hình minh hoạ: Kích thước của điểm thay đổi qua vách thùng trong hệ thống galvo
(ảnh trên) và khi sử dụng hệ thống quang (ảnh dưới).
Kết quả sinh ra là tia laser sẽ đuợc hội tụ ở một khoảng cách dọc theo đường phản chiếu từ các thấu kính này. Khi tia laser đuợc quét trên một mặt của bề mặt làm việc từ vị trí tâm, đường phản chiếu của nĩ tăng lên, do đĩ tia laser khơng thể đuợc hội tụ tại tất cả các điểm. tác động sẽ lớn hơn khi các guơng gần với mặt phẳng tạo ảnh, với một kích thước đã cho của mặt tạo ảnh, do gĩc phản xạ tia laser của gương.
Các phương pháp giải quyết:
- Với kích thước tiêu điểm lớn nếu tăng kích thước điểm thì việc tác động giới hạn cĩ hiệu quả. Nghĩa là, khi thay đổi đường đi của tia sáng từ tâm mặt gương ra phần cạnh của gương làm cho tia sáng bị phân nhỏ và làm giảm tác động của điểm hội tụ. Cĩ ưu điểm là cung cấp chùm tia sáng gần như vuơng gốc mặt thùng tạo cong vênh ít hơn.
- Thay đổi đường đi của tia sáng. Bằng cách sử dụng thấu kính phẳng đặt ngay sau hệ thống gương. Hệ thống thấu kính như vậy cĩ những chiều dài tiêu cự khác nhau tùy vào vị trí mà tia laser chạm với thấu kính. Các thấu kính phẳng cĩ khả năng duy trì kích thước tiêu điểm cố định trên mặt phẳng tạo ảnh
Như vậy, kích thước tiêu điểm sẽ nhỏ hơn khi đường kính của chùm tia lớn hơn với khoảng cách chiều dài tiêu cự ngắn.
Ta cĩ bảng kích thước tiêu điểm của các hệ thống RP:
Máy Kích thước tiêu điểm (đường kính)
(micron) 3D system SLA 250, 350, 500 250 3D system Beta 80 DMEC (500x500mm)* 150 DMEC(800x1000mm)* 300 CMET mirror 200 CMET( gantry)** 130 Teijin Seiki 150 EOS stereos 200 DTM 400
Sintering/ Bavarian laser
center Chùm tia đồng tâm
Helisys/LOM 250
Photomolding/Nayoga 5
Chiều dài tiêu cự dài hơn sẽ làm cho kích thước tối thiểu cu3atie6u điểm tăng lên, để khắc phục, một thiết bị mở rộng chùm tia được đặt trên đường đi của tia sáng trước khi nĩ đến các thấu kính. Mơ tả như hình:
Một thiết bị gương laser/ gương với thiết bị mở rộng chùm tia trên đường đi của tia sáng. Mở rộng tia
kính của chùm tia được tăng lên, đồng nghĩa với các tấm gương cũng tăng đường kính, tăng khối lượng và điều này ảnh hưởng đến khả năng hoạt động. thiết bị này cĩ thể làm giảm kích thước tiêu điểm vào khoảng 150-200 microns.
Kích thước nhỏ nhất của chùm tia là 80 am trong máy SLA-250. Mạ lặp lại trong phương pháp in ảnh:
Nhiều loại máy laser là loại in ảnh (theo vecto) và việc in là một cơng đoạn quan trọng trong thiết kế và là một yếu tố quyết định tính năng của các loại máy này. Kỹ thuật cĩ thể ảnh hưởng đến:
• Tính chất nhựa được sử dụng trong máy. • Độ phẳng của bề mặt nhựa được tạo thành. • Tốc độ mạ lặp lại.
Thơng thường cĩ bốn phương pháp sử dụng hệ thống chế tạo trong bồn polymer: nhúng sâu, u ngược, duy trì độ nhớt, và độ dịch chuyển dương.
