In 3D còn được gọi là sản xuất phụ gia. Nó là một công nghệ chung sử dụng kim loại bột hoặc phi kim loại và các vật liệu kết dính khác để tạo ra các vật thể bằng cách in từng lớp dựa trên các tệp mô hình kỹ thuật số. Máy in 3D sẽ cắt mô hình kỹ thuật số, sau đó cho đầu in nhiều lần đặt vật liệu lên tấm in theo quỹ đạo hiện tại và hợp nhất các lớp vật liệu liên tục cho đến khi hình thành mô hình ba chiều cuối cùng. Công nghệ lắng đọng hợp nhất (FDM, Fused Deposition Modeling) và công nghệ đóng rắn bằng ánh sáng (SLA, Stereolithography) hiện là hai công nghệ in 3D phổ biến nhất trên thị trường. Vì hai công nghệ đã có lịch sử phát triển lâu đời nên dù là chuyên nghiệp hay nghiệp dư thì nhìn chung họ đều sử dụng hai công nghệ này như những lựa chọn đầu vào khi tiếp xúc với máy in 3D, nên chúng cũng là công nghệ in 3D trưởng thành nhất hiện nay. Dù là để tạo mẫu, trưng bày mô hình hay sản xuất các bộ phận chung, mặc dù cả hai đều có thể in ra các bộ phận tương đối giống nhau cho người dùng, nhưng cách chọn quy trình và vật liệu 3D phù hợp nhất trong quá trình sản xuất thực tế vẫn cần phải chú ý đến rất nhiều chi tiết. Chúng ta hãy so sánh những ưu điểm và nhược điểm của hai quy trình này và chúng nên được sử dụng trong những trường hợp nào.
Nguyên lý hoạt động của máy in 3D công nghệ FDM là đùn nhựa nhiệt dẻo nóng chảy lên nền in 3D và xếp từng lớp một cho đến khi hình thành mô hình 3D cuối cùng. Có nhiều loại vật liệu máy in 3D sử dụng công nghệ FDM, từ ABS và PLA phổ biến hơn đến vật liệu composite được pha tạp với nhiều loại bột tăng cường, làm cho lĩnh vực ứng dụng của máy in 3D FDM rất rộng. Đồng thời, do mã nguồn mở của công nghệ FDM, những người đam mê cũng có thể tùy chỉnh máy in 3D, do đó cài đặt in và phụ kiện phần cứng có thể được thay đổi theo nhu cầu khác nhau để đáp ứng nhu cầu của các kịch bản chuyên biệt hơn. Máy in 3D công nghệ SLA sử dụng tia UV hoặc máy chiếu ánh sáng để theo dõi liên tục từng lớp lát của vật thể, và chữa lớp nhựa cảm quang thành nhựa cứng cho đến khi hình thành mô hình 3D cuối cùng.
Ưu điểm kỹ thuật FDM
Máy in 3D FDM có kích thước bản dựng lớn hơn máy in SLA. Ngoài việc tạo mẫu và in các bộ phận và mô hình có kích thước lớn, thiết thực, nó cũng có thể thực hiện các nhiệm vụ sản xuất hàng loạt nhỏ. Một loại vật liệu in 3D đơn lẻ thường có điện trở thấp, ma sát thấp, độ bền cao và các đặc tính chống ăn mòn nhất định, trong khi vật liệu composite thường đề cập đến vật liệu có chứa bột vật liệu gia cố hoặc hỗn hợp sợi cắt nhỏ trong vật liệu chính, chẳng hạn như poly Carbonate và sợi carbon có thể được sử dụng để in các bộ phận mạnh hơn, nhẹ hơn và ổn định về kích thước. In 3D FDM bao gồm từ màn hình mô hình và các bộ phận thay thế nhỏ cho ô tô đến đồ đạc dụng cụ cho các công ty hàng không vũ trụ, làm cho nó trở thành lựa chọn tốt hơn cho các đối tượng yêu cầu chức năng và hiệu suất cơ học. Một số máy in FDM3D có đặc tính in chính xác cao, nhờ đó bề mặt của các bộ phận được in nhẵn và đồng nhất, có thể đáp ứng các yêu cầu kiểm tra sử dụng chung.
Trong máy in 3D, nhiều thành phần bên trong hoạt động cùng lúc trong quá trình in và bất kỳ sự cố nào với đầu in, hệ thống đùn hoặc các thành phần đầu nóng sẽ gây ra sự cố ở giữa quá trình in. Do đó, khi chuẩn bị và cắt các mô hình 3D, bạn cần đặc biệt chú ý đến tác động tiềm ẩn của cài đặt in, thông số kỹ thuật phần cứng và vật liệu lên các đối tượng được in 3D.
Ưu điểm kỹ thuật SLA
In 3D SLA có thể đạt được độ phân giải tối thiểu là 25 micron, để đạt được độ mịn và xử lý bề mặt tỉ mỉ. Các chi tiết bề mặt được FDM chưa từng có và tương tự như bề ngoài của các bộ phận đúc phun truyền thống. Nó phù hợp nhất để trưng bày sản phẩm hoặc tạo mô hình khái niệm, cấu trúc hữu cơ, các bộ phận có hình dạng hình học phức tạp, tượng nhỏ và các nguyên mẫu sản phẩm độc đáo khác. Vì tia UV được sử dụng làm thành phần hiệu chuẩn dữ liệu, nên lỗi in của máy in 3D SLA sẽ nhỏ hơn. Điều này là do không có sự giãn nở nhiệt trong quá trình hợp nhất lớp, làm cho nó lý tưởng để in các mô hình có độ chính xác cao như đồ trang sức, cấy ghép y tế, mô hình kiến trúc phức tạp và các bộ phận nhỏ khác.
Cách sử dụng hợp lý hai công nghệ
FDM và SLA có những ưu nhược điểm riêng và có thể được sử dụng để hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau hoặc kết hợp với việc xây dựng lắp ráp nhiều thành phần. Nếu bạn muốn sản xuất một mô hình thiết kế minh họa với bề mặt đẹp, thì SLA là lựa chọn tốt hơn. FDM sẽ phù hợp hơn cho việc sản xuất các bộ phận mà nhu cầu chính là từ thiết kế và chế tạo đến sản xuất hàng loạt nhỏ sau này.