NHỮNG ĐIỀU CẦN BIẾT KHI BẮT ĐẦU VỚI IN 3D

Tuy nhiên, ít ai lại nắm rõ về quy trình in 3D, phần mềm sử dụng, loại máy in 3D và vật liệu in 3D cho phù hợp với mục đích, nhu cầu in ấn sản phẩm của mình. Do đó, để giúp doanh nghiệp tìm hiểu rõ công nghệ in 3D thì 3DS sẽ chia sẻ một vài thông tin cơ bản ở mục bên dưới.

1. Quy trình in 3D

Hầu hết các máy in 3D đều sử dụng chung một quy trình bao gồm 5 bước cơ bản là:

1. Tạo dựng mô hình CAD (CAD Model Creation): Đầu tiên, đối tượng sẽ được mô hình hóa bằng cách dùng các phần mềm như: Solidworks, ProE,… Từ đó, người thiết kế có thể dùng một tập tin CAD có từ trước hoặc tạo mới theo mục đích tạo mẫu. Quá trình tạo dựng mô hình 3D này tương tự như các loại kỹ thuật RP.
2. Chuyển đổi CAD sang định dạng STL: Với những phần mềm in 3D khác nhau sẽ có các thuật toán khác nhau để thể hiện ở trên vật thể rắn. Tuy nhiên để thiết lập tính thống nhất với định dạng STL (stereolithography) được áp dụng như tiêu chuẩn dành cho ngành công nghiệp tạo vật mẫu nhanh.
3. Loại định dạng này là quỹ tích của các mặt tam giác phẳng lắp ráp liên tục với nhau. Thể hiện bề mặt của vật thể không gian ba chiều. Bởi định dạng STL sử dụng các yếu tố mặt phẳng nên nó không thể hiện bề mặt cong một cách chính xác.
4. Do đó, chúng ta sẽ tăng số lượng tam giác để cải thiện độ mịn trên bề mặt cong nhưng file sẽ có dung lượng nặng. Đối với các chi tiết lớn, phức tạp sẽ mất nhiều thời gian cho khâu tiền xử lý và xây dựng định dạng STL.  Vì thế, người thiết kế phải cân nhắc kỹ lưỡng yếu tố thời gian, dung lượng file và độ chính xác ở bước này.
5. Cắt file STL thành những tiết diện theo thứ tự trên trục Z: Ở bước này sẽ là một chương trình tiền xử lý file STL được xây dựng. Với một số chương trình có sẵn sẽ cho phép người dùng điều chỉnh kích thước, vị trí và hướng đặt để mô hình.

Trong đó, việc xác định hướng đặt là quan trọng nhất ở khâu cắt file STL với nhiều lý do có thể kể đến như sau:

• Tính chất vật mẫu tạo thành dựa trên thay đổi tương đồng với phương hướng đặt để. Ví dụ: mẫu yếu và ít chính xác hơn theo phương Z so với phương XY.
• Hướng đặt mô hình quyết định dựa vào thời gian xây dựng mô hình. Nếu đặt phương ngắn nhất của vật thể theo hướng Z của thiết bị. Nhằm để giảm số lượng các lớp do đó rút ngắn thời gian xây dựng mô hình.
• Mỗi lát cắt (layer) có bề dày dao động từ 0.016mm đến 0.7mm phụ thuộc vào mỗi công nghệ. Hiện tại, công nghệ Polyjet của Objet/Stratasys có thể đạt bề dày lớp cắt 0.016mm
• Chương trình cũng đồng thời tạo ra một cấu trúc phụ trợ. Để hỗ trợ các mô hình trong quá trình xây dựng (gọi là vật liệu support). Nó hỗ trợ hữu ích cho các tính năng của mô hình như: phần nhô ra không chân (beam); lỗ hổng bên trong và phần vách mỏng. Mỗi nhà sản xuất máy Print 3D cung cấp độc quyền phần mềm của riêng mình.

1. Xây dựng mô hình (layer by layer): Đây là bước quan trọng trong quá trình tạo mẫu. Nó được sử dụng một trong những kỹ thuật khác nhau (RP Techniques). Và hệ thống xây dựng từng lớp vật liệu. Ví dụ như: polymer, dung dịch nhựa lỏng, giấy, kim loại bột,… Được làm tự động, ít có sự can thiệp trực tiếp từ con người.
2. Thực hiện làm sạch và hoàn thiện sản phẩm:  Ở bước này liên quan đến việc loại bỏ các phần từ phụ trợ ở bước số 3. Nguyên mẫu sẽ được làm sạch và xử lý bề mặt bằng phương pháp: đánh nhám, sơn phủ để cải thiện hình dạng và độ bền của nó.

2. Phần mềm chuẩn bị và cắt lớp cho in 3D

Phần mềm chuẩn bị và cắt lớp cho in 3D đóng vai trò như một công cụ trung gian giữa mô hình 3D và máy in. Có thể nói, phân lớp in 3D sẽ chuẩn bị mô hình đã chọn vào máy in 3D. Tạo mã G là ngôn ngữ lập trình điều khiển số (NC) được dùng rộng rãi hiện nay. Để giúp người dùng hiểu rõ phần mềm phân lớp này, dưới đây là danh sách các công cụ phần mềm in 3D sử dụng phổ biến.

3. Các loại máy in 3D

Máy in 3D được chia thành 2 loại là máy in 3D công nghiệp và máy in 3D để bàn. 

• Đối với loại máy dành cho công nghiệp (0.03~0.1mm). Sẽ được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn chất lượng cao cấp. Có khả năng sản xuất sản phẩm với độ chính xác cao hơn so với loại máy để bàn. Đồng thời, máy còn cho phép thiết bị hoạt động liên tục trong một thời gian dài. Mà không cần bảo dưỡng hay bất kỳ một thao tác bổ trợ nào của người vận hành.
• Cùng với tốc độ sản xuất bằng máy in công nghiệp có thể nhanh hơn 10 đến 15 lần so với máy in để bàn. Các dòng máy in 3D công nghiệp phổ biến như sau: Máy in 3d Resin EP-A350, máy in 3d Resin EP-A450, máy in 3d FDM Bigrep Studio-G2, máy in 3d FDM Bigrep ONE, máy in 3d EOS M100,…..
• Máy in 3D để bàn (0.15~0.35mm) với thiết kế sang trọng, vận hành êm ái, Mang đến sự tiện lợi, dễ sử dụng và hoạt động liên tục ổn định. Bên cạnh đó, loại máy in 3D thích hợp dùng cho môi trường văn phòng. Các dòng máy in 3D để bàn phổ biến như sau: Formlabs Form 3B. Cubicon Style NEO A31C, Cubicon Style NEO A22C, Cubicon Single plus, Formlabs Fuse 1,….

Đề xuất cho bạn

• Các dấu mốc quan trọng trong lịch sử in 
• Công nghệ in 3D tại Việt Nam và ứng dụng trong kỷ nguyên số hóa
• Các loại mực dùng trong ngành bao bì in ấn hiện nay 

4. Vật liệu in 3D

Cùng với sự phát triển của công nghệ in 3D thì vật liệu in 3D ngày càng nhận được sự quan tâm nhiều hơn. Các vật liệu in 3D hay gọi là chất liệu in 3D sẽ phân thành 3 nhóm. Chủ yếu là in bằng nhựa, bằng kim loại và chất hữu cơ.

• Vật liệu in 3D bằng nhựa có thể kể đến như: nhựa ABS, nhựa PLA, nhựa Resin, nhựa Grey Pro, nhựa Standard, nhựa Elastic,.. được ứng dụng trong công nghiệp rộng rãi như: sản xuất ống cống, ống chất thải, linh kiện ô tô, dụng cụ nhà bếp…
• Nhóm vật liệu in kim loại có thể kể đến như: nhôm (aluminum), dẫn xuất cacbon, thép không gỉ, vàng, bạc (ứng dụng trong máy in 3D nữ trang), titanium… có đặc điểm chính là cứng và thường xử lý ở dạng bột. 
• Nhóm vật liệu chất hữu cơ sẽ có thể in trên chất liệu có thể ăn được như: socola, đường kính,….