In 3D đã trở thành một công nghệ chủ đạo hơn nhiều, với các máy in có sẵn ở mọi mức giá. Hầu hết những người muốn có một máy in 3D có thể tìm thấy một mô hình mà họ có thể mua được. Mặc dù vậy, in 3D vẫn còn quá mới nên ít người biết nó hoạt động như thế nào.
Đây là lý do tại sao bây giờ là thời điểm tốt để trả lời câu hỏi “In 3D hoạt động như thế nào?”. Có một cơ hội rất tốt cuối cùng bạn sẽ phải sử dụng một cái !
=> Xem thêm: Sạc không dây hoạt động như thế nào ?
In 3D cộng và trừ
Có hai loại in 3D rộng. Máy in 3D mà bạn có thể tự mua hầu hết đều là máy “phụ gia”. Nói cách khác, họ xây dựng các đối tượng 3D bằng cách thêm vật liệu (thường là theo lớp) cho đến khi đối tượng hoàn thành. Máy in 3D mà mọi người nghĩ đến khi nghe thấy “máy in 3D” hầu như luôn thuộc loại phụ gia.
In 3D trừ rất khác. Tại đây, bạn bắt đầu với một lượng vật liệu cố định và sau đó loại bỏ vật liệu cho đến khi chỉ còn lại đối tượng đã hoàn thành. Một nhà điêu khắc làm một bức tượng bằng đá cẩm thạch đang sử dụng phương pháp trừ. Máy trừ thường được tìm thấy trong các xưởng lớn và cơ sở công nghiệp. Các hệ thống phay CNC (điều khiển số bằng máy tính) có lẽ là ví dụ nổi tiếng nhất.
Từ đây trở đi, chúng tôi sẽ chỉ tập trung vào các máy đắp lớp vì chúng phù hợp với người tiêu dùng bình thường. Chỉ cần biết rằng các máy trừ thuộc cùng một họ máy in 3D mở rộng như máy bạn có thể đặt trên bàn.
Mô hình lắng đọng hợp nhất, kỹ thuật lập thể và thiêu kết laser chọn lọc
Ba phương pháp chính của in 3D phụ gia là FDM (mô hình lắng đọng hợp nhất), kỹ thuật in lập thể (SLA) và thiêu kết laser chọn lọc (SLS).
Máy in FDM da Vinci
FDM là hệ thống cấp độ người tiêu dùng phổ biến nhất. Với những loại máy in này, một sợi vật liệu được truyền qua đầu in nóng. Đầu in được định vị chính xác trong không gian 3D và đặt một lớp vật liệu theo hướng dẫn được lập trình chính xác. Có nhiều cách tiếp cận khác nhau đối với FDM, nhưng chúng ta sẽ giải quyết vấn đề đó ngay lập tức.
=> Xem thêm: Wifi hoạt động như thế nào ?
Máy in Nobel SLA
Stereolithography ít phổ biến hơn nhiều trong các hệ thống tiêu dùng. Những máy in này sử dụng tia laze để xử lý nhựa lỏng thành vật liệu nhựa rắn. Thông thường, vật thể được “kéo” ra khỏi thùng nhựa, tạo thành từng lớp khi nó trồi lên khỏi vật liệu. Trong những năm gần đây, máy in SLA đã trở nên nhỏ gọn hơn và giá cả phải chăng. Vì vậy, nó là một giải pháp thay thế thực sự cho máy in FDM, tùy thuộc vào loại kiểu máy cuối cùng mà bạn chọn.
Thiêu kết laze chọn lọc (SLS) sử dụng tia laze mạnh để nung chảy bột polyme. Bột thực tế hoạt động như một cấu trúc hỗ trợ cho bản in, vì vậy kiểu in này không cần giàn giáo đặc biệt. SLS không phải là một loại FDM mà bạn sẽ tìm thấy trên máy tính để bàn. Nó vẫn là một công nghệ công nghiệp cho đến bây giờ.
Máy in Robot Descartes & Delta
Máy in Robot Delta
Loại máy in FDM phổ biến nhất là máy in 3D cartesian. Tên đề cập đến tọa độ Descartes. Đó là tọa độ XYZ mà tất cả chúng ta đã học ở trường. Đầu in có thể được di chuyển đến bất kỳ tọa độ XYZ nào trong không gian khối lượng in. Phép toán rất đơn giản, máy in có giá khá phải chăng và chất lượng in chính xác.
Tuy nhiên, tùy thuộc vào mức độ chi tiết của tọa độ XYZ, các bề mặt cong có thể không mịn như mong muốn, đòi hỏi một số công việc hoàn thiện thủ công.
Máy in robot Delta có một cách tiếp cận khác. Đầu in được gắn vào ba cánh tay chạy trên ba đường ray. Bằng cách thay đổi chiều cao của mỗi cánh tay, đầu in có thể xoay. Thiết kế này cho phép đầu in xoay theo các đường cong thực và cũng cho phép in các vật thể cao trong khối lượng in.
Về cơ bản, đường ray càng dài thì mô hình càng cao. Thay vì tọa độ XYZ, máy in robot delta sử dụng lượng giác để tính toán vị trí đầu in. Kết quả cuối cùng là chúng không thể đạt được độ phân giải in hoàn toàn giống như máy in cartesian.
Để thực sự hiểu khái niệm robot delta, bạn cần xem nó hoạt động. Hãy xem video này của Johann Rocholl và bạn sẽ nhanh chóng hiểu được khái niệm này.
=> Xem thêm: Thực tế ảo tăng cường hoạt động như thế nào ?
Vật liệu máy in 3D
Máy in 3D sử dụng nhiều loại vật liệu, nhưng có hai loại nhựa phổ biến nhất trong các ứng dụng dành cho người tiêu dùng: ABS và PLA.
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) chính xác là loại nhựa mà gạch LEGO được làm từ. Loại nhựa này dễ bị cong vênh khi nguội và cần máy in có bàn in được làm nóng. Nó khá chống va đập, nhưng không đặc biệt mạnh. Nó phù hợp để chế tạo các bộ phận nguyên mẫu và thậm chí cả các bộ phận cuối cùng không chịu tải.
PLA (Polylactic Acid) có nhiệt độ nóng chảy thấp, không bị cong vênh nhiều, dễ gia công và ít bản in bị lỗi hơn. Nó cũng quá giòn đối với bất kỳ mục đích sử dụng thực tế nào, nhưng nó thật tuyệt vời khi tạo ra các mô hình chi tiết, mượt mà chỉ dành cho mục đích nhìn.
Tin tốt là hầu hết các máy in 3D tiêu dùng sẽ hoạt động với cả hai loại vật liệu rẻ tiền này. Vì vậy, bạn có thể thay đổi chúng theo nhu cầu của bạn.
Dây tóc nylon là một lựa chọn khác và thậm chí có những máy in sử dụng gỗ hoặc kim loại làm vật liệu. Các máy in thế hệ tiếp theo cũng có thể xử lý nhiều hơn một dây tóc cùng một lúc, cho phép in các vật liệu hỗn hợp hoặc nhiều màu.
Quy trình in 3D điển hình
Nếu bạn chưa bao giờ tự tạo bản in 3D, có lẽ bạn sẽ tò mò về cách nó thực sự hoạt động từ góc độ người dùng. Mặc dù việc sử dụng máy in 3D không dễ dàng như in các bản in 2D trên máy in laser hoặc máy in phun, nhưng nó gần như không khó như bạn nghĩ.
Sau khi thiết lập máy in theo sách hướng dẫn, với việc hiệu chỉnh và cân bằng được thực hiện chính xác, trước tiên bạn cần có một kiểu máy để in.
Bạn có thể tạo mô hình của riêng mình, sử dụng thứ gì đó như Zbrush hoặc AutoCAD , nhưng hầu hết mọi người có thể tải xuống mô hình từ một trang web trực tuyến. Điểm dừng đầu tiên chắc chắn phải là Thingiverse , đây có thể là bộ sưu tập mô hình do người dùng gửi nổi tiếng nhất. Tuy nhiên, có rất nhiều lựa chọn thay thế .
Sau khi nhận được mô hình ở định dạng tương thích, bạn sẽ mở mô hình đó trong phần mềm đi kèm với máy in của mình. Tất cả chúng đều trông và hoạt động khác nhau, nhưng khái niệm cơ bản là giống nhau. Trước tiên, bạn cũng có thể muốn xử lý mô hình 3D bằng Meshmixer , điều này đảm bảo rằng mô hình 3D chắc chắn và phù hợp để in.
Trong phần mềm máy in 3D, bạn sẽ chọn kích thước và chất lượng của mô hình và phần mềm sẽ chuyển đổi nó thành các “lát” đại diện cho từng lớp in. Nó cũng sẽ tính toán “giàn giáo” phải được in để hỗ trợ mô hình trong khi nó được tạo ra. Những thứ này có thể bị phá vỡ khi in xong.
Với tất cả công việc chuẩn bị phía sau bạn, quá trình in có thể bắt đầu. Tùy thuộc vào cài đặt chất lượng, bạn có thể phải chờ lâu! Bản in chất lượng cao thay đổi từ vài giờ đến vài ngày. Rất may, một số máy in 3D cho phép bạn theo dõi tiến trình in từ xa thông qua một ứng dụng.
Sau khi in xong, bạn sẽ lấy nó ra khỏi giường và sau đó tách nó ra khỏi giàn giáo. Trong nhiều trường hợp, bạn sẽ phải hoàn thiện mô hình bằng giấy nhám và các dụng cụ cắt đặc biệt để loại bỏ các điểm không hoàn hảo. Một số người thậm chí còn vẽ mô hình của họ! Giới hạn thực sự duy nhất là sự sáng tạo của bạn.
Nếu bạn đang muốn mua một máy in 3D, thì đây là những lựa chọn tốt nhất của chúng tôi và nếu bạn có ngân sách eo hẹp, thì đây là những lựa chọn thân thiện với túi tiền hơn.