In 3D là gì?

IN 3D LÀ GÌ? Trên thế giới có nhiều công nghệ in 3d khác nhau, nhưng tất cả đều sử dụng một quy trình gồm 5 bước cơ bản. Cùng 3DS tìm hiểu khái niệm cơ bản về in 3d và các bước thực hiện in 3d.

In 3d là gì?

Hiểu một cách đơn giản thì in 3D là quá trình từ bước thiết kế sản phẩm trên máy vi tính. Sau đó sử dụng phần mềm chuyên dụng để chuyển đổi dữ liệu thiết kế thành dữ liệu điều khiển (Gcode). Dữ liệu điều khiển sẽ được nạp vào máy in 3d để thực hiện tạo hình sản phẩm chính xác theo dữ liệu thiết kế ban đầu. Ngày nay, người dùng có thể lựa chọn nhiều phương pháp in 3d khác nhau; ví dụ: SLA, FDM, SLS, DMLS, LFS. Có thể chọn nhiều loại vật liệu in 3d khác nhau giữa nhựa và cả kim loại.

5 Bước in 3d cơ bản

1. Tạo mô hình CAD 3 chiều
2. Chuyển đổi mô hình CAD sang định dạng STL
3. Cắt file STL thành những tiết diện theo thứ tự trên trục Z
4. Xây dựng mô hình (một) lớp trên đỉnh của lớp trước đó
5. Làm sạch và hoàn thành vật thể

Tạo mô hình CAD (CAD Model Creation)

Trước tiên, đối tượng được mô hình hóa bằng cách sử dụng một thiết kế với sự trợ giúp của máy tính, lập mô hình khối rắn bằng các phần mềm như: Solidworks, ProE,.. Các nhà thiết kế có thể sử dụng một tập tin CAD có từ trước hoặc tạo mới theo mục đích tạo mẩu. Quá trình này giống hệt nhau đối với các loại kỹ thuật RP khác nhau.

Chuyển đổi sang định dạng STL (Conversion to STL format)

Các phần mềm 3D khác nhau sử dụng thuật toán khác nhau để thể hiện vật thể rắn (Solid part), để thiết lập tính thống nhất – định dạng STL (stereolithography) đã được áp dụng như là tiêu chuẩn của ngành công nghiệp tạo mẫu nhanh. 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 trong không gian ba chiều. Do định dạng STL sử dụng các yếu tố mặt phẳng (planar triangles) nên nó không thể hiện bề mặt cong một cách chính xác.

Tăng số lượng mặt tam giác có thể cải thiện độ mịn của bề mặt cong nhưng bù lại dung lượng file sẽ tăng. Các chi tiết lớn, phức tạp sẽ cần nhiều thời gian cho khâu tiền xử lý và xây dựng định dạng STL. Do đó, người thiết kế phải cân nhắc giữa yếu tố thời gian, dung lượng file và độ chính xác để có được một file STL hữu ích.

Cắt file STL (Slice the STL file)

Trong bước này, một chương trình tiền xử lý file STL sẽ được xây dựng, một sô chương trình có sẵn và hầu hết cho phép người dùng điều chỉnh kích thước, vị trí và hướng đặt để mô hình.

Xác định hướng đặt là quan trong với nhiều lý do

– Tính chất của mẫu tạo thành sẽ thay đổi tương đồng với phương hướng đặt để. Ví dụ: mẩu sẽ yếu hơn và ít chính xác hơn theo phương Z so với phương XY

– Hướng đặt mô hình quyết định thời gian xây dựng mô hình. Vì thế nên đặt phương ngắn nhất của vật thể theo hướng Z của thiết bị để giảm số lượng các lớp do đó rút ngắn thời gian xây dựng mô hình.

– Mổi lát cắt (layer) có bề dày dao động từ 0.016mm đến 0.7mm tùy theo công nghệ khác nhau. 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 hổ trợ các mô hình trong quá trình xây dựng (gọi là vật liệu support). Nó hổ trợ hữu ích cho các tính năng của mô hình như: phần nhô ra không chân (beam); lỗ hỗng bên trong và phần vách mỏng. Mổi nhà sản xuất máy Print 3D cung cấp độc quyền phần mềm của riêng mình.

Xây dựng mô hình (Layer by layer)

Đây là bước chủ đạo của quy trình tạo mẩu, nó sử dụng một trong những kỹ thuật khác nhau (RP techniques) (Sẽ mô tả chi tiết trong bài viết sau). Hệ thống xây dựng từng lớp vật liệu từ: polyme, dung dich nhựa lỏng, giấy, kim loại bột … Hầu hết là tự động, ít có sự can thiệp của con người.

Làm sạch và kết thúc

Đây là bước cuối cùng của quy trình, bước này liên quan đến việc loại bỏ các phần từ phụ trợ (có đề cập ở bước số 3). Nguyên mẩu có thể yêu cầu phải làm sạch và xử lý bề mặt bằng phương pháp: đánh nhám, Sơn phủ để cải thiện hình dạng và độ bền của nó.

Có thể bạn quan tâm:

• Cho thuê thiết bị Scan 3D – Máy Quét 3D – Máy in 3D
• Ứng dụng quét 3D tại Đại học Mỹ Thuật Tp.HCM
• Máy in 3D mô người & khả năng sx nội tạng tương lai ?
• Ứng dụng máy quét 3d trong thiết kế sản xuất linh kiện ô tô, xe máy