TẠO MẪU SẢN PHẨM & CÔNG NGHỆ IN 3D
CÔNG NGHỆ IN 3D
Công nghệ in 3D (3D printing) hay công nghệ in 3 chiều, công nghệ in lập thể sự cụ thể hóa tên gọi của những cơng nghệ tạo mẫu nhau đã nếu và đưa các công nghệ này vào những máy móc thuận tiện cho thao tác tạo hình (gọi là máy in 3D).
Trong mục này, chúng ta sẽ điểm qua 2 loại máy in 3D phổ biến hiện nay.
Máy in công nghệ bột
Máy in công nghệ bột hoạt động trên nguyên tác thêm “từng lớp” vật liệu tạo thành mẫu sản phẩm. Lớp vật liệu này được hình thành như sau: “Đầu phun” (như trong phương pháp FDM) có chứa “mực in” là loại mục có chức năng tạo màu+kết dính sẽ được di chun theo tọa đố điều khiển bởi phần mềm máy tính (dựa trên dạng hình học của file 3D) và phun mực in lên bề mặt khối bột (nền) bên dưới. Cứ mỗi lớp mực được “vẽ” lên bột, sẽ tạo thành một lớp bột kết dính theo các biên dạng mặt cắt của mẫu. Sau khi vẽ xong một lớp, máy sẽ phủ một lớp bột mới lên để đầu in vẽ tiếp. Cứ như thế cho đến khi in xong mẫu.
Có thể dễ dàng thấy rằng, độ min của chi tiết in ra phụ thuộc vào vào độ dày của lớp bột bổ sung mỗi lần vẽ và chất lượng màu sắc chi tiết phụ thuộc vào mực in. Hai yếu tố này cấu thành nên đọ phân giải của máy in 3D. Cơng nghệ in 3D có thể dùng mực của các hãng chế riêng cho máy in 3D.(như của HP). Ưu điểm điểm cơ bản của công nghệ in bột là độ phẩn giải tốt, màu sắc đa dạng, có thể làm mẫu lớn. Nhược điểm lớn nhất là chi phí máy móc đắt đỏ (cỡ 1-2 tỷ đơng VN/máy của Zcorp), chi phí vật kiệu bột và mực cao (in 1 mẫu cỡ lon Cocacola hết khoảng trên dưới 10 triệu đồng, theo giá năm 2012 tại Hàn Quốc).
Hình 11.16. Máy in 3D Z560 của Zcorp dùng cơng nghệ in bột. Nguồn: sldtech.com.
Hình 11.17. Sản phẩm từ máy in của Zcorp.
Nguồn: Zcorp.
Hình 11.18. Sản phẩm từ máy in của Zcorp.
Máy in 3D cỡ nhỏ dùng công nghệ FDM
Máy in loại này dùng công nghệ FDM, nung chảy vật liệu in và các lớp trên bề mặt để tạo thành sản phẩm. Vật liệu in cho các máy in này chủ yếu là các loại nhựa. Kích
thước này khá nhỏ gọn, phần mềm dễ dùng và tốc độ in nhanh. Ngoài ra, ưu điểm khác của máy này là giá máy rẻ (chỉ khoảng vài chục triệu đồng) và chi phí vật liệu in cũng rẻ. Nhược điểm cơ bản của máy in này là vật liệu in chưa đa dạng, độ phân giả bề mặt chưa cao và màu sắc kém phong phú. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ hiện nay, các vấn đề trên sẽ nhanh chóng được giải quyết. Nhiều hãng cơng nghệ dự đoán những chiếc máy in như thế này sẽ mở ra cuộc cách mạng mới về sản xuất trong tương lai, sản xuất đơn chiếc giá rẻ sẽ có thể trở thành hiện thực và việc mua bán “file” để in tại nhà thay vì mua sản phẩm vật lý sẽ tạo nên nhiều thay đổi đáng kinh ngạc. Có rất nhiều máy in loại này trên thị trường, cả máy thương mại và tự chế. Các hình sau mơt tả máy in Replicator 2 của hãng Makerbot thuộc chủng loại máy thương mại. Hình chụp tại phịng thí nghiệm tạo mẫu số, mơi tác giả đang làm việc.
Hình 11.20. Máy quét và Kinect dùng để quét mẫu làm file 3D.
Hình 11.22. Sản hẩm làm từ máy in Replicator.
Hình 11.24. Sản phẩm lọ bút làm từ máy in Replicator.
TỔNG KẾT
Trong chương này chúng ta đã tìm hiểu khái niệm về tạo mẫu sản phẩm, phân loại mẫu và các ưu nhược điểm của các loại mẫu khác nhau.
Chúng ta cũng đã xem xét 3 phương pháp tạo mẫu nhanh là SLA. FDM và SLS cùng các ví dụ minh họa. Ở phần cuối, tác giả đã giới thiệu đến bạn đọc hai chủng loại máy in 3D dựa trên 2 cơng nghệ khác nhau và nhiều hình ảnh minh họa.
Với sự phát triển của công nghệ in 3D, việc tạo mẫu sản phẩm sẽ trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, công nghệ chỉ là phụ trợ, việc tạo mẫu đúng đắn và hiệu quả đòi hỏi hiểu biết sâu sắc về sản phẩm, q trình phát triển để có chiến lược tạo mẫu tốt nhất, tiết kiệm nhất.
PHỤ LỤC 3