Máy in 3D hoạt động như thế nào? - Giải thích rõ ràng
Máy in 3D đang trở nên rẻ hơn và thú vị hơn cho người dùng tư nhân. Chúng tôi giải thích cách máy in 3D hoạt động và phương pháp in khác nhau có sẵn.
Chức năng cơ bản của máy in 3D
Hiện tại có ba kỹ thuật in 3D khác nhau. Chúng khác nhau trong vật liệu bắt đầu được sử dụng và kỹ thuật mô hình. Nguyên tắc cơ bản luôn giống nhau:
- Mẫu để in 3D không phải là tệp văn bản như với máy in thông thường, mà là mẫu 3D vì nó có thể được thiết kế bằng phần mềm CAD.
- Các loại tệp phổ biến nhất là STL (Ngôn ngữ tam giác chuẩn), VRML (Ngôn ngữ mô hình thực tế ảo) và X3D (3D mở rộng).
- Máy in 3D được "cho ăn" với các mẫu này. Mô hình sau đó được xây dựng từ vật liệu nóng chảy, bột hoặc chất lỏng nhất định.
- Tất cả ba loại máy in 3D phổ biến đều áp dụng các lớp mỏng được làm cứng riêng.
Máy in 3D: làm thế nào để lập thể hoạt động?
Stereolithography (SLA) được phát triển trở lại vào những năm 1980 và là công nghệ in 3D lâu đời nhất.
- Nhựa epoxy lỏng, được đặt trong một lưu vực, đóng vai trò là nguyên liệu ban đầu.
- Có một nền tảng nâng trong hồ bơi có thể được di chuyển lên và xuống. Mô hình 3D được tạo ra trên này.
- Khi bắt đầu in, thang máy ở ngay dưới bề mặt nhựa - khoảng 0, 05 đến 0, 25 mm.
- Một tia laser, được gắn phía trên xương chậu, làm cứng lớp đầu tiên của mô hình.
- Bây giờ thang máy di chuyển xuống một chút. Tùy thuộc vào loại máy in và bản chất chữ của mô hình, các lớp dày 0, 05 đến 0, 25 mm. Nhựa epoxy chạy cùng nhau trên lớp đầu tiên, đã được làm cứng.
- Bây giờ lớp tiếp theo của đối tượng được làm cứng và khớp hoàn toàn với lớp bên dưới đầu tiên.
- Mô hình 3D được xây dựng từng lớp từ dưới lên trên.
- Ưu điểm của quy trình SLA là bề mặt nhẵn của mô hình. Tuy nhiên, chất lỏng không mang các phần nhô ra miễn là chúng không được làm cứng hoàn toàn. Vì lý do này, các cấu trúc hỗ trợ có thể phải được sử dụng.
Máy in 3D hoạt động như thế nào ?: Thiêu kết laser
Chọn lọc Laser chọn lọc (SLS) hoặc Laser chọn lọc (SLM) sử dụng bột làm nguyên liệu thô. Bột polyamide 12 được sử dụng chủ yếu. Tuy nhiên, cát đúc được phủ nhựa và kim loại hoặc bột gốm cũng có thể là nguyên liệu ban đầu.
- Thiêu kết laser không chỉ sử dụng một lưu vực, mà hai lưu vực được sắp xếp cạnh nhau, mỗi lưu vực có một bệ nâng.
- Bột là nguyên liệu thô trong một lưu vực (còn lại trong hình).
- Một con lăn nhặt bột và lăn qua thang máy ở bể bơi lân cận, nằm ở đầu lúc ban đầu.
- Một tia laser làm tan chảy hoặc nhấm bột (trong trường hợp gốm) để nó liên kết và cứng lại. Lớp đầu tiên của đối tượng được tạo.
- Thang máy trong chậu bột di chuyển lên một chút, cái trong chậu đối tượng hạ xuống một chút.
- Con lăn áp dụng lớp bột tiếp theo cho lớp vật thể cứng đầu tiên và tia laser bắt đầu cứng lại.
- Vì vậy, mô hình được xây dựng từng lớp từ dưới lên trên.
- Ưu điểm của quy trình là sự lựa chọn linh hoạt của vật liệu. Ngoài ra, không cần hỗ trợ sắp xếp, vì bột được làm cứng ngay lập tức và chịu tải.
- Trái ngược với kỹ thuật lập thể, các vật thể có bề mặt gồ ghề trong quá trình thiêu kết laser. Các máy in cũng rất đắt tiền và do đó được phát triển hơn cho ngành công nghiệp.
Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM): Máy in 3D cho người dùng cá nhân
Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM) là phương pháp phổ biến nhất.
- Các vật liệu được sử dụng trở thành chất lỏng hoặc có thể đúc được dưới nhiệt - ví dụ như các vật liệu nhiệt dẻo như PVA, PET và nylon, mà còn cả sô cô la và sáp.
- Các vật liệu được làm nóng trong một vòi phun và hóa lỏng. Sau đó, nó được áp dụng cho một lớp tại một số điểm nhất định - rất giống với in cổ điển - và sau đó được làm mát để nó cứng lại.
- Cũng như các quá trình khác, điều này tạo ra một lớp khác.
- Một nhược điểm khác là mô hình không cứng hoàn toàn ngay lập tức. Do đó, các cấu trúc hỗ trợ có thể phải được lên kế hoạch.
- Nhưng máy in và vật liệu tương đối rẻ, vì vậy chúng cũng phù hợp cho người dùng cá nhân.