Sản xuất bồi đắp (đôi khi còn được gọi là tạo mẫu nhanh hoặc in 3D) là một phương pháp sản xuất tạo ra các vật thể rắn bằng cách xây dựng các lớp vật liệu. Mặc dù có nhiều kỹ thuật in 3D khác nhau, bài viết này sẽ tập trung vào quy trình chung từ thiết kế đến phần cuối cùng. Cho dù phần cuối cùng là một nguyên mẫu nhanh chóng hay một phần chức năng cuối cùng, quá trình tổng thể vẫn giữ nguyên.
Quy trình sản xuất bồi đắp
1. Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính
Tạo ra một mô hình kỹ thuật số là bước đầu tiên trong quy trình sản xuất bồi đắp. Phương pháp phổ biến nhất để tạo các mô hình kỹ thuật số là thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD). Có một loạt các chương trình CAD miễn phí và chuyên nghiệp tương thích với sản xuất bồi đắp. Kỹ thuật đảo ngược cũng có thể được sử dụng để tạo các mô hình kỹ thuật số từ quét 3D.
Có một số cân nhắc thiết kế phải được đánh giá khi thiết kế cho sản xuất bồi đắp. Chúng thường tập trung vào các ràng buộc hình học tính năng để hỗ trợ hoặc các yêu cầu về lỗ thoát hiểm và thay đổi tùy theo công nghệ.
2. Chuyển đổi STL và thao tác tập tin
Không giống như các phương pháp sản xuất truyền thống, một giai đoạn quan trọng trong quy trình sản xuất bồi đắp là cần phải chuyển đổi các mô hình CAD thành các tệp STL. STL sử dụng hình tam giác để mô tả bề mặt của một đối tượng. Có một số hạn chế về mô hình cần được xem xét trước khi chuyển đổi mô hình sang tệp STL, bao gồm kích thước vật lý, độ kín nước và số lượng đa giác.
Sau khi tệp STL được tạo, tệp sẽ được nhập vào slicer. Chương trình này chuyển đổi các tệp STL thành mã g. g-code là một ngôn ngữ lập trình Numerical Control (NC). Nó được sử dụng trong sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM) để điều khiển máy công cụ tự động (bao gồm máy CNC và máy in 3D). Slicer cũng cho phép các nhà thiết kế tùy chỉnh các thông số xây dựng, bao gồm hỗ trợ, chiều cao lớp và hướng bộ phận.
3.3D in ấn
Máy in 3D thường bao gồm nhiều bộ phận nhỏ và phức tạp, vì vậy việc bảo trì và hiệu chuẩn đúng cách là rất quan trọng để tạo ra các bản in chính xác. Ở giai đoạn này, vật liệu in cũng được nạp vào máy in. Nguyên liệu thô được sử dụng trong sản xuất bồi đắp thường có thời hạn sử dụng hạn chế và yêu cầu xử lý cẩn thận. Trong khi một số quy trình có thể tái chế vật liệu in dư thừa, việc tái sử dụng có thể dẫn đến suy thoái vật liệu nếu không được thay thế thường xuyên.
Hầu hết các máy sản xuất bồi đắp không cần phải được theo dõi sau khi bắt đầu in. Các máy sẽ tuân theo một quy trình tự động và các vấn đề thường chỉ phát sinh khi máy hết nguyên liệu hoặc phần mềm bị lỗi.
4. Gia công các sản phẩm in 3D
Đối với một số kỹ thuật sản xuất bồi đắp, việc loại bỏ bản in cũng đơn giản như tách phần in ra khỏi nền tảng xây dựng. Đối với các phương pháp in 3D công nghiệp khác, loại bỏ bản in là một quy trình kỹ thuật cao liên quan đến việc trích xuất chính xác bản in trong khi nó vẫn được bọc trong vật liệu xây dựng hoặc gắn vào tấm xây dựng. Những phương pháp này đòi hỏi các quy trình loại bỏ phức tạp và người vận hành máy móc có tay nghề cao cũng như thiết bị an toàn và môi trường được kiểm soát.
5. Xử lý hậu kỳ
Quy trình xử lý hậu kỳ cũng khác nhau tùy theo công nghệ máy in. SLA yêu cầu các thành phần phải được đóng rắn dưới ánh sáng tia cực tím trước khi xử lý, các bộ phận kim loại thường yêu cầu giảm căng thẳng trong lò nướng và các bộ phận FDM có thể được xử lý ngay lập tức. Hỗ trợ in với các kỹ thuật in hỗ trợ cũng được loại bỏ trong giai đoạn xử lý hậu kỳ. Hầu hết các vật liệu in 3D có thể được chà nhám và các kỹ thuật xử lý hậu kỳ khác bao gồm lộn nhào, làm sạch không khí áp suất cao, đánh bóng và pha màu được sử dụng để chuẩn bị các bản in cho lần sử dụng cuối cùng.
