Công nghệ in 3D Kim loại: Ứng dụng, Lợi ích và Top 5 Máy in 3D Kim loại phổ biến tại Việt Nam

Công nghệ 3D  lúc  18/03/2022  bởi  Tony 3D

Hiện nay, công nghệ in 3D kim loại ra đời và phát triển rộng khắp thế giới. Tuy công nghệ này còn rất mới và chưa được phát triển nhiều ở Việt Nam nhưng lợi ích của chúng mang lại là rất lớn. Nếu doanh nghiệp của bạn muốn đẩy nhanh quá trình hoạt động kinh doanh và cải tiến quy trình sản xuất thì đây sẽ là công nghệ tuyệt vời bạn có thể lựa chọn và áp dụng. Hãy cùng 3DS đọc qua bài viết để tìm hiểu thêm về công nghệ in 3D này nhé!

1. In 3D kim loại là gì?

Công nghệ in 3D đã ra đời từ khá lâu, nhưng chủ yếu chúng được sử dụng trên vật liệu nhựa nhằm tạo ra những sản phẩm dưới dạng mô hình. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp in này đó là sản phẩm có sức bền và sức chịu nhiệt kém.

Sau đó, công nghệ in 3D kim loại ra đời. Và đúng với tên gọi của mình, công nghệ này tạo ra các sản phẩm bằng kim loại và khắc phục những nhược điểm của công nghệ in 3D truyền thống trước đó, tạo nên những sản phẩm có độ bền cao. Bên cạnh đó, chúng còn giúp đẩy nhanh quá trình sản xuất, từ đó tiết kiệm được thời gian lẫn chi phí cho doanh nghiệp.

Hiện nay công nghệ in 3D kim loại có 2 dạng chính là DMLS và SLM. Về căn bản, các phương pháp này khá giống nhau, cụ thể:

  • Nhằm giảm thiểu quá trình oxy hóa của bột kim loại, buồng xây dựng được đổ đầy khí trơ
  • Bột kim loại sẽ được làm nóng đến nhiệt độ tối ưu
  • Đổ lớp bột kim loại mỏng ra ngoài tấm nền và sử dụng tia laser hoạt động với công suất cao để thực hiện công đoạn cắt
  • Để sản phẩm ở nhiệt độ phòng và hạn chế lượng bột kim loại dư thừa
  • Cuối cùng là tách thành phẩm ra khỏi tấm nền thông qua việc cắt, kết với gia công và đưa vào sử dụng

2. Thuận lợi và khó khăn khi sử dụng công nghệ in 3D kim loại

2.1. Thuận lợi

Khi sử dụng công nghệ in 3D kim loại, chúng sẽ mang đến cho người dùng một vài lợi ích nổi bật như:

  • Tốc độ tạo nên sản phẩm rất nhanh so với công nghệ khác
  • Trong lĩnh vực công nghệ tạo mẫu nhanh thì chi phí đầu tư sở hữu của công nghệ này là thấp nhất
  • Chi phí sản xuất và chi phí nguyên vật liệu thấp
  • Đa dạng về vật liệu cho quá trình chế tạo và các ứng dụng
  • Có thể in các sản phẩm có cấu tạo hình học phức tạp mà không cần sự hỗ trợ của giá đỡ
  • Dễ dàng chuẩn bị, sử dụng và bảo trì, bảo dưỡng
  • Là công nghệ tạo mẫu đa dạng màu sắc, có thể lên đến hàng triệu màu
  • Cho phép người dùng chế tạo ra các sản phẩm đa dạng từ các vật liệu khác nhau, khối lượng và kích thước với các tỷ lệ khác nhau, màu sắc khác nhau so với chi tiết hoặc sản phẩm thật.

2.2. Khó khăn

Bên cạnh những ưu điểm mà công nghệ in 3D kim loại thì chúng còn một vài hạn chế gây khó khăn cho người dùng như sau:

  • Bị hạn chế trong việc ứng dụng để lắp ghép chi tiết phức tạp vì độ chính xác chưa cao, đòi hỏi bề mặt sản phẩm in không có độ mịn và khả năng chịu lực đồng đều
  • Kích thước của đối tượng được in hạn chế
  • Chi tiết hoặc độ phân giải của sản phẩm được in còn giới hạn
  • Chi phí vật liệu còn cao, ở trong một vài trường hợp, độ bền chắc của sản phẩm được in cũng hạn chế

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật mà công nghệ in 3D kim loại đã có những tiến bộ vượt bậc trong việc giảm các hạn chế này.

3. Vật liệu sử dụng trong in 3D kim loại

Một vài loại vật liệu in 3D thường được sử dụng phổ biến trong in kim loại như sau:

3.1. Thép

Thép là một vật liệu phổ biến sử dụng trong in 3D. Với đặc tính linh hoạt, ứng dụng tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong cơ khí chính xác làm cho vật liệu thép in 3D trở thành lựa chọn hàng đầu để tạo ra các bộ phận, chi tiết chất lượng cao. Một vài ưu điểm nổi bật của thép khi sử dụng để in 3D:

  • Có độ cứng và độ bền cao
  • Đặc tính của vật liệu linh hoạt và phong phú
  • Có thể xử lý ở nhiệt độ cao

Hấu hết, các kim loại được làm từ thép đều có thể in được, nhưng có 2 loại được sử dụng phổ biến nhất là thép công cụ và thép không gỉ.

3.2. Siêu hợp kim

Công nghệ in 3D kim loại tạo ra sự khác biệt lớn nhờ khả năng chế tạo ra các loại hợp kim có giá trị khá cao với chi phí tương đối thấp. Nếu thiết kế và sản xuất theo phương pháp gia công truyền thống thường sẽ gặp khó khăn và tốn kém nhiều hơn thì in 3D sẽ giúp cho các công ty sản xuất các bộ phận, chi tiết hiệu suất cao với chi phí hợp lý.

Siêu hợp kim sử dụng để in 3D hoạt động mạnh trong môi trường khắc nghiệt như nơi có hóa chất ăn mòn, nơi có nhiệt độ cao hoặc cả hai. Mặc dù có nhiều siêu hợp kim có thể sử dụng để in được, nhưng 2 nhóm siêu hợp kim được sử dụng phổ biến nhất là Cobalt Chrome và Inconel.

Một vài ưu điểm khi sử dụng siêu hợp kim để in 3D như:

  • Có tính chất cơ học vô cùng tuyệt vời
  • Khả năng chống nóng, chống ăn mòn tốt 
  • Ổn định bề mặt rất tốt

3.3. Titan

Tuy đây không phải là loại được sử dụng phổ biến trong các hoạt động sản xuất thông thường, thế nhưng tỉ lệ sức mạnh trên giá thành và trọng lượng cao (bao gồm cả chi phí gia công và chi phí vật liệu). Chính vì vậy mà Titan đã trở thành một lựa chọn hoàn hảo cho in 3D. Titan thường được in dưới 2 dạng khác nhau là: Titan tinh khiết và hợp kim Titan.

Một vài thuộc tính nổi bật của Titan đối với công nghệ in 3D như:

  • Tỉ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao
  • Khả năng kháng hóa chất và chống nóng tốt
  • Tương thích sinh học (chúng còn tùy thuộc vào quá trình và hợp kim)

3.4. Đồng

Trong các loại vật liệu sử dụng có thể in 3D kim loại thì đồng thể hiện một giá trị vô cùng độc đáo. Chúng được sử dụng để dẫn điện và dẫn nhiệt thay vì các đặc tính cơ học của nó. Sử dụng đồng để in 3D cho phép các kỹ sư tạo ra các bộ phận được tối ưu hóa về mặt hình học như tay hàn, tản nhiệt, lối dẫn điện với chi phí thấp hơn nhiều.

Ngày nay, chỉ có một vài hệ thống có khả năng in bất kỳ phiên bản nào của kim loại đồng. Chúng còn có thể được in ở dạng nguyên chất hoặc phổ biến hơn hết là ở dạng hợp kim.

Một vài thuộc tính nổi bật của đồng khi sử dụng để in 3D như:

  • Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt
  • Dễ uốn nắn theo nhiều hình dạng khác nhau
  • Khả năng chống ăn mòn cao

3.5. Nhôm

Nhôm thường được lựa chọn và sử dụng trong một số máy in 3D kim loại, ít thấy trong các quy trình sản xuất thông thường. Sự khan hiếm của các bộ phận, chi tiết kim loại nhôm in 3D là do 2 yếu tố: chi phí thấp và khả năng in thấp khi chế tạo truyền thống.

Một vài thuộc tính nổi bật của nhôm khi sử dụng để in 3D như:

  • Dễ uốn nắn theo nhiều hình dạng khác nhau
  • Bền chặt, nhẹ
  • Các lựa chọn thay thế cho nhôm trong khi in 3D

4. Ứng dụng công nghệ in 3D kim loại

Hiện nay, công nghệ in 3D kim loại đang ngày càng phát triển và ứng dụng rộng rãi. Chúng thâm nhập sâu từ các lĩnh vực công nghiệp vĩ mô như vũ trụ, hàng không cho đến các ngành cơ bản như xây dựng, kiến trúc, y tế, giáo dục và thậm chí là cả nghệ thuật, ẩm thực và thời trang,… Cụ thể:

4.1. Công nghiệp điện tử

Máy in kim loại 3D đã được ứng dụng để chế tạo ra những bộ phận phức tạp, đã mở ra một trào lưu mới cho ngành công nghiệp này.

4.2. Công nghiệp sản xuất

Ứng dụng cao trong sản xuất giúp cắt giảm phế liệu, cho phép sản xuất các mô hình có hình dạng phức tạp và tạo nhanh mẫu thử theo yêu cầu. Vì vậy công nghệ in 3D kim loại đã mở ra tiềm năng về lợi thế để cải tiến quy trình và sản phẩm, chi phí sản xuất cho doanh nghiệp.

4.3. Công nghiệp ô tô

Sản xuất thử nghiệm các thiết kế, tạo mẫu và sản xuất một số công cụ, bộ phận lắp ráp đặc biệt. Ngoài ra, nhiều doanh nghiệp đã sử dụng công nghệ này để sản xuất ra những chiếc xe hoàn chỉnh.

4.4. Y tế

Sản xuất các mô hình giải phẫu trên bộ phận cơ thể người (răng, xương, mảnh hộp sọ,…). Hỗ trợ các thử nghiệm về phương pháp và công nghệ y tế mới, tăng cường giảng dạy và đào tạo đội ngũ y bác sĩ cũng như nghiên cứu y khoa.

4.5. Giáo dục

Các môn học khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đều ứng dụng công nghệ in 3D. Sinh viên sẽ thiết kế, sản xuất các sản phẩm trong lớp và có cơ hội thử nghiệm các ý tưởng thông qua máy in 3D. Ngoài ra, sản xuất các mô hình sinh học, bộ phận cơ thể người: xương, răng, tai giả,… giúp hỗ trợ các thử nghiệm để giảng dạy và đào tạo đội ngũ y bác sĩ.

5. Các loại máy in 3D kim loại phổ biến

5.1. SHINING 3D

Thương hiệu máy in kim loại SHINING 3D có sản phẩm EP-M100T là dòng máy có xuất xứ từ Trung Quốc, kích thước nhỏ được ứng dụng công nghệ in 3D SLM (Selective Laser Melting) với quy trình đọc file in 3D và sử dụng chùm tia laser để thiêu trực tiếp hỗn hợp bột theo từng vị trí. Nhờ cấu tạo buồng in nhỏ nên máy có khả năng “hiện thực hóa” các chi tiết nhỏ.

EP-M100T thường được ứng dụng rộng rãi trong ngành trang sức, nha khoa, vật tư y tế,… Kể cả trong môi trường phòng thí nghiệm, hệ thống mở của EP-M100T cũng cho phép người dùng thỏa trí sáng tạo và phát huy hết tiềm năng bản thân.

in 3d kim loại
Máy in kim loại 3D EP-M100T

Thông số kỹ thuật của máy:

  • Mã sản phẩm: EP-M100T
  • Chất liệu sử dụng: Thép không gỉ, thép mactenxit hóa già, hợp kim coban crom, hợp kim niken nhiệt độ cao, hợp kim nhôm, thép có độ bền cao, hợp kim titan, hợp kim đồng và hợp kim vonfram
  • Không gian in: 120 x 120 x 80 mm
  • Độ dày của lớp in: 0.015 – 0.05 mm
  • Cường độ tia laser: 100w/200w
  • Thiết bị đo: Gavano kế
  • Tốc độ đo đạt: 8 m/s
  • Phần mềm điều khiển: Eplus 3D printing software
  • Hệ điều hành: Windows 7
  • Nguồn cấp khí: Ar/N2
  • Cường độ điện áp: 220v ± 7% 50 HZ
  • Định dạng dữ liệu đầu ra: STL hoặc những loại có thể chuyển đổi khác
  • Kích thước máy: 940 x 1300 x 1980 mm (L x W x H)
  • Trọng lượng: 500 kg
  • Nhiệt độ vận hành: 15 – 30 độ C

Ưu điểm của dòng máy in 3D EP-M100T:

  • Thiết kế thiết thực và nhỏ gọn: Bộ điều khiển từ xa và tích hợp tính năng gửi thông báo qua điện thoại giúp người dùng có thể vận hành máy một cách dễ dàng. Ngoài ra, máy còn trang bị hệ thống phòng ngừa các sự cố và bảo hộ an toàn cho người lao động.
  • Thành phẩm đạt chuẩn chất lượng cao: độ mỏng của lớp in và điểm laser nhỏ đảm bảo chất lượng sản phẩm. Đồng thời, tốc độ quét vật thể nhanh và phương pháp sơn tĩnh điện mang lại hiệu quả in vừa nhanh hơn lại còn hiệu quả.
  • Ứng dụng rộng rãi với đa dạng các loại vật liệu, khả năng tự động điều chỉnh dòng ra và tuần hoàn khí ga nhằm giúp tối thiểu hóa lượng khí ga tiêu thụ

5.2. Metal Technics 3D

Metal Technics 3D (MT3) là một công ty thuộc tập đoàn Metal Technics chuyên cung cấp giải pháp in 3D kim loại. Đây là một tập đoàn lớn thành lập năm 1987 và có trụ sở tại Bỉ, chuyên về gia công tấm kim loại chính xác.

Dòng máy in của Metal Technics 3D thành lập từ năm 2015 và đã có 2 máy in 3D kim loại khác nhau, với kích thước in và thời gian làm việc khác nhau để có thể cung cấp khả năng sản xuất với số lượng lớn cũng như các loạt sản phẩm nhỏ trong thời gian sản xuất nhanh chóng. Họ cố gắng cung cấp giải pháp tốt nhất cho khách hàng của mình nhờ vào xây dựng một mối quan hệ lâu dài thay vì chỉ tập trung vào các hoạt động nội bộ.

5.3. Markforged

Máy in 3D Metal X là một trong những sản phẩm nổi bật của thương hiệu Markforged khi nhắc đến công nghệ in 3D kim loại. Đây được xem là một giải pháp sản xuất trọn gói và có khả năng đáp ứng tốt mọi nhu cầu của người dùng. Máy sử dụng vật liệu in là bột kim loại trộn với nhựa. Vật liệu này có khả năng loại bỏ được những hạn chế từ công nghệ in 3D truyền thống. Để giảm bớt trọng lượng và chi phí, hệ thống của máy cho phép người dùng in 3D với các mẫu rỗng tổ ong bên trong.

công nghệ 3d Mental
Máy in Markforged Metal 3D

(Nguồn: https://markforged.com/

5.4. Orlas Creator

OR Laser đã phát triển thương hiệu máy in 3D kim loại của riêng mình. Với kích thước buồng in 3D: Ø100 mm x 100 mm và khả năng in được nhiều loại vật liệu: tool steel, nickel-based alloys, cobalt chrome, stainless steel, aluminium, titanium. Orlas Creator đã nhận được nhiều phản hồi tích cực từ người dùng, đánh giá mức độ tiềm năng cao bởi mức giá cạnh tranh mà vẫn đem lại chất lượng sử dụng tuyệt vời.

5.5. Coherent Creator

Hệ thống máy in 3D kim loại Coherent Creator được đặc biệt quan tâm bởi đông đảo khách hàng doanh nghiệp. Với các chức năng được nâng cấp từ phiên bản CREATOR mang lại khả năng in 3D các vật liệu mới như: hợp kim nhôm và titanium. Đặc biệt, hệ thống còn cung cấp cho người dùng giải pháp sản xuất bồi đắp với một tỷ lệ hiệu quả giữa chi phí / hiệu suất là chưa từng có.

in 3d kim loại
Coherent Creator 3D

(Nguồn: https://www.coherent.com/

Một vài đặc điểm nổi bật của Coherent Creator có thể kể đến như:

  • Hỗ trợ điều khiển không dây (Wireless Controller): giúp người dùng xem và theo dõi tiến trình hoạt động của máy mọi lúc mọi nơi
  • Đạt hiệu quả tối đa với thời gian in 3D ngắn hơn nhờ công nghệ bồi đắp lớp bột kim loại theo phương pháp xoay vòng sáng tạo
  • Có thể sử dụng đa dạng các loại vật liệu như: titanium, crôm coban, nhôm, thép không gỉ, thép công cụ, hợp kim niken, kim loại quý

6. Lưu ý khi sử dụng dịch vụ in 3D kim loại

Qua bài viết trên, 3D Smart Solution vừa chia sẻ một vài thông tin về kinh nghiệm lựa chọn dịch vụ 3D kim loại chất lượng. Hy vọng bài viết sẽ giúp doanh nghiệp có thể lựa chọn được sản phẩm phù hợp với nhu cầu và mục đích của mình. Để hạn chế những rủi ro trong quá trình sử dụng và kéo dài tuổi thọ sản phẩm, bạn nên cân nhắc chọn mua tại các cơ sở cung cấp dịch vụ in 3D uy tín. Nếu quý doanh nghiệp đang phân vân không biết đâu là địa chỉ đáng tin cậy thì 3D Smart Solution sẽ là nơi đáng để bạn cân nhắc.

Công ty 3D Smart Solution là nơi cung cấp dịch vụ 3D trọn gói với giá thành vô cùng hợp lý, tự tin cạnh tranh trên thị trường. Với châm ngôn hoạt động luôn đặt uy tín và chất lượng lên hàng đầu cho sự phát triển lâu dài. Chúng tôi tự hào là đơn vị hoạt động lâu năm trên thị trường được nhiều khách hàng doanh nghiệp tin tưởng và lựa chọn. Bên cạnh đó, 3DS còn sở hữu đội ngũ nhân viên kỹ thuật dày dạn kinh nghiệm, trách nhiệm và nhiệt tình, chắc chắn sẽ không làm khách hàng thất vọng. 3DS còn mang đến sự đa dạng về công nghệ in 3D nhằm đáp ứng mọi nhu cầu cho khách hàng một cách tốt nhất.

Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào, hãy liên hệ ngay cho chúng tôi qua Hotline 03456.99.777 để được giải đáp và báo giá dịch vụ in 3D nhanh nhất nhé!

CÔNG TY TNHH 3D SMART SOLUTIONS

Địa chỉ: 9/9, đường số 9, Khu phố 3, Phường Linh Trung, TP. Thủ Đức, TP. HCM

Hotline: 03456.99.777

Email: info@3ds.vn


Về 3D Smart Solutions

Tiên phong trong cung cấp giải pháp và dịch vụ công nghệ 3d tại Việt Nam. Tiêu chí hoạt động của chúng tôi là: Làm Đúng Ngay Từ Lần Đầu Tiên. Hãy bình luận trên trang FacebookLinkedin của chúng tôi! Đừng quên đăng ký bản tin hàng tuần miễn phí của chúng tôi, với tất cả tin tức mới nhất về Giải pháp 3D được gửi thẳng đến địa chỉ email của bạn.