Các Loại Vật Liệu Nhựa In 3D Phổ Biến Nhất Hiện Nay

Kỹ thuật in 3D hiện nay là việc ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh và đang phát triển rất mạnh mẽ. Cùng với sự phát triển đó, thì hiện nay có hàng ngàn loại vật liệu nhựa in 3D khác nhau. Từ chất liệu nhựa nhiệt dẻo cho đến kim loại, hay thậm chí là các hợp chất hữu cơ! Vậy, mỗi loại vật liệu này có những đặc điểm, tính chất như thế nào thì hãy cùng 3DS tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

1. Đôi nét về nhựa in 3D

Nhựa là vật liệu in 3D được dùng để bồi đắp lên mô hình sản phẩm, bằng những công nghệ in 3D, cùng với sự hỗ trợ của máy in 3D và các phần mềm kỹ thuật khác. Hiện nay, có rất nhiều loại vật liệu khác nhau tùy vào công nghệ để có chọn ra loại vật liệu in 3D phù hợp. Các yếu tố quan trọng để cấu thành lên sản phẩm như chất lượng, độ bền, độ cứng, độ thẩm mỹ,…. Thì sẽ có một loại chất liệu phù hợp.

Để tạo thành một sản phẩm từ nhựa in 3D, để biến một vật liệu thô sơ thành một thành phẩm tinh tế thì máy in 3D đóng vai trò quan trọng. Đây là thiết bị tạo nên hình dáng ba chiều cho sản phẩm qua việc đắp chồng các vật liệu lên nhau cho đến khi sản phẩm được hoàn thiện thông qua hệ thống máy tính điều khiển và đầu phun của máy.

Thực tế, công nghệ in 3D đã được phát triển và ứng dụng vào thực tế từ rất lâu, từ những năm 1980. Và thời điểm đó giá thành để sản xuất một máy in 3D là rất tốn kém,rơi vào khoảng 100.000 USD đến 400.000 USD. Điều này ảnh hưởng nhiều đến sự phổ biến và sức mua, ứng dụng của công nghệ này.

Sau một thời gian, cùng với sự phát triển nhanh chóng của các tiến bộ khoa học công nghệ, thì máy in 3D dần dần trở nên phổ biến hơn và giá thành cũng giảm một cách đáng kể. Chính vì vậy, cũng không quá khó hiểu khi ngày nay, càng nhiều công ty cung cấp máy in 3D đa dạng chủng loại phù hợp với từng loại vật liệu nhựa in 3D, để tạo ra nhiều sản phẩm in 3D như đồ chơi dành cho trẻ em, ốp lưng điện thoại, răng giả… rất phổ biến với giá bán rất rẻ và cạnh tranh.

2. Các loại nhựa được sử dụng trong in 3D

2.1 Nhựa phổ thông

2.1.1 PLA

Đây có thể được xem là chất liệu nhựa in 3D phổ biến nhất. Nhờ những ưu điểm như không độc, dễ in và không có mùi. Chất liệu được làm từ bột bắp (hoặc cũng có thể tìm thấy giống mía và khoai mì) nên nó có thể phân hủy sinh học. Ngoài ra, PLA còn tỏa ra một mùi thơm ngọt, dễ chịu khi được làm nóng. Vì lý do này nên rất nhiều người thích vật liệu này hơn ABS. Ngoài ra, PLA có nhiều màu sắc, có thể tạo ra vẻ ngoài của gỗ hoặc kim loại.

Hơn nữa, đây là loại nhựa in 3D phù hợp cho tiếp xúc với thực phẩm và co lại ít hơn so với ABS khi làm mát. Tuy nhiên, PLA kém bền hơn so với chất liệu ABS và dễ bị nóng. Vì vậy, nếu sản xuất các bộ phận có mục đích kỹ thuật, tốt hơn nên dùng ABS.

2.1.2 ABS

Bên cạnh PLA, đây là loại nhựa in 3D phổ biến và thông dụng thứ 2, được dùng để sản xuất các chi tiết có thể chịu nhiệt, chịu lực và thường được in trong môi trường kín, không tiếp xúc với con người nhựa ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) là vật liệu phổ biến để sản xuất các sản phẩm dân dụng như đồ chơi lego, mũ bảo hiểm,… Đây là chất liệu có cơ tính khá tốt nhưng khi in cũng sẽ khó hơn do nhiệt độ cao, vật liệu có độ co ngót lớn (dễ nứt), nặng mùi và hơi độc.

2.1.3 HIPS

 Nhựa Hips là vật liệu hỗ trợ trong in ấn FDM. Do khả năng tương hợp tốt, HIPS hoạt động tốt khi sử dụng cùng với vật liệu nhựa in ABS. Như cái tên High-Impact Polystyrene, HIPS là một vật liệu cực kỳ bền, nên phù hợp cho việc vận chuyển container hoặc ứng dụng khác đòi hỏi khả năng chống va đập cao.

Nhược điểm của vật liệu này là tạo khói khi in, vì vậy khi sử dụng vật liệu nhựa in 3D này thì hãy để ý điều hòa không khí trong phòng, đặc biệt là trên máy in cá nhân. Giống như nhiều chất liệu in 3D khác, nó cũng dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường – lưu trữ trong hộp hoặc túi kín khí.

2.2 Nhựa kỹ thuật

2.2.1 PC

Vật liệu nhựa in 3D PC có độ cứng rất cao và chịu nhiệt tốt, lên đến 100ºC (HDT). Độ giãn nở thấp hơn ABS nên cũng dễ in hơn và khi in ra sản phẩm có dung sai nhỏ, ít cong vênh hơn so với in bằng ABS. Vì vậy, vật liệu PC thường dùng để ứng dụng để in các chi tiết yêu cầu cơ tính cao và chịu được nhiệt độ cao.

2.2.2 PETG

Polyethylene terephthalate (PET) là vật liệu thông dụng, thường thấy được sử dụng để sản xuất bao bì nước giải khát. Đây cũng là chất liệu xuất hiện trong các sợi vải, và đồ chứa thực phẩm. Tuy nhiên, người ta không dùng vật liệu PETS thô trực tiếp để in 3D mà phải qua xử lý gọi là PETG.

Chữ G phía sau là “glycol-modified”, là sợi nhựa được làm cho trong hơn, ít bị giòn, và dễ sử dụng hơn. Đây là lý do mà PETG có thuộc tính nằm ở giữa PLA và ABS. Dẻo và bền hơn PLA và dễ in hơn chất liệu ABS.

Các thành phần trong PETG chịu được thời tiết, vì vậy thường được sử dụng cho các thiết bị làm trong vườn. Đặc biệt, đây là chất liệu nhựa in 3D an toàn thực phẩm cho các thùng chứa. Khi sử dụng vật liệu này để in 3D tại nhà, hãy lưu ý lưu trữ vật liệu này trong túi chân không hoặc hộp đựng để có thể chống ẩm.

2.2.3 TPU

TPU (Thermoplastic Polyurethanes) là nhựa in 3D có bản chất chính là nhựa nhiệt dẻo được làm từ Thermoplastic. Đặc điểm là có tính đàn hồi và độ chống mài mòn, chịu nhiệt, kháng dầu mỡ rất tốt nên có độ bền khá cao.

Nhờ cơ tính linh hoạt, TPU có khả năng được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô để sản xuất tay nắm cửa, vỏ bọc dây cáp hay các nguyên mẫu cho vỏ xe “airless” hoặc mẫu đế giày,…

2.3 Nhựa đặc biệt

2.3.1 PEEK

PEEK là chất liệu nhựa in 3D được thiết kế cho các bộ phận cần hiệu suất cao. Nhựa này có khả năng chịu ứng suất, nhiệt độ và hóa chất cao.

Các bộ phận được chế tạo từ PEEK có thể tiếp xúc với bức xạ của tia X và gamma. Mặc dù là vật liệu khá cứng nhưng vật liệu này cũng rất dễ chế tạo. Tuy nhiên, máy in 3D của bạn phải nóng đến 400 ° C để đùn loại vật liệu này nên khi chọn vật liệu này thì bạn cần in với một dịch vụ in 3D chuyên nghiệp.

Đây là chất liệu nhựa in 3D có mức giá khá cao. Nhờ các đặc tính tuyệt vời, vật liệu PEEK ứng dụng để sản xuất các sản phẩm đòi hỏi sự khắt khe như ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, hóa chất và y tế (bao gồm các dụng cụ y tế và các thành phần bán dẫn).

2.3.2 Gia cường sợi Carbon

Gia cường sợi Carbon hay CARBON FIBER PLA (CF-PLA) là vật liệu PLA được gia cường thêm 15 đến 20% sợi carbon. Với mục đích tăng độ cứng cho cấu trúc vật thể nhựa in 3D này. Nhưng cũng nhờ vậy, các vật thể in từ sợi nhựa CF-PLA có cấu trúc vững chắc và có độ bền cơ học cao hơn nhiều so với vật liệu PLA.

Nhựa CF-PLA thích hợp để tạo ra vỏ, khung cứng, tạo ra các dụng cụ, các vật chống đỡ.

Tuy nhiên, do gia cường hạt carbon nên sợi nhựa CF-PLA này trước khi in khá giòn và dễ gãy. Vì vậy, nhựa CF-PLA cần được bảo quản cẩn thận trong hộp và tránh để va chạm. Ngoài ra, một lưu ý khi sử dụng chất liệu nhựa in 3D này là nên in với đầu phun từ 0.5mm trở lên để tránh việc làm nghẽn các đoạn sợi carbon bên trong.

2.3.3 Nhựa ánh kim loại

Cuối cùng phải kể đến chất liệu nhựa ánh kim loại, đây là nhựa nhiệt dẻo được trộn với một lượng ít kim loại. Khi in với chất liệu này, sẽ có được các sản phẩm có đặc tính quang học của kim loại.

Ngoài ra, nó cũng là vật liệu nhựa in 3D nặng hơn các loại nhựa khác do có chứa thành phần kim loại. Lưu ý là sản phẩm in với vật liệu này sẽ cần phải được xử lý hậu kỳ để được mặt hoàn thành giống như kim loại mong muốn.

Trên đây là những vật liệu nhựa in 3D phổ biến nhất hiện có trên thị trường. Và để có thể có những sản phẩm tốt nhất thì mua được vật liệu tốt nhất là điều cực kỳ quan trọng. Vậy, cần lưu ý những gì để chọn được vật liệu chất lượng? Và chuyện gì xảy ra nếu bạn mua loại nhựa in kém chất lượng?

3. Lưu ý khi lựa chọn loại nhựa in kém chất lượng

Nếu như chọn phải nhựa in 3D kém chất lượng thì bạn sẽ gặp phải nhiều rủi ro như:

3.1 Bị giòn, dễ gãy, đường kính sợi nhựa không đồng nhất

Đây là vấn đề thường gặp nhất, gãy nhựa hay nứt nhựa làm việc đùn nhựa không được tốt, nhựa ra không đều, gây độ nhám lớn. Hoặc có thể gây kẹt nhựa do đầu đùn nhựa có đường kính cố định, chỉ cần có chênh lệch một chút so với đường kính tiêu chuẩn thì nhựa sẽ không thể đẩy qua được. Hay là khi đẩy chậm nó bị nhiệt đầu đùn làm mềm đi, bị phồng ra và gây kẹt nhựa sau khi in được chỉ tầm chục phút.

3.2 Có cặn trong sợi nhựa

Vì dây chuyền sản xuất thủ công hoặc chất lượng được quản lý, sản xuất nhựa in 3D chưa tốt mà có thể dẫn đến tạp chất bị lẫn vào nguyên liệu hạt nhựa và cả trong máy ép đùn. Nếu may mắn thì có thể theo nhựa đùn ra sản phẩm, nếu không sẽ gây kẹt nhựa hoặc bị nghẹt, làm nhựa cấp ra không đều dẫn đến làm hỏng sản phẩm.

3.3 Xuất hiện rỗ khí trên sản phẩm

Rỗ khí xuất hiện do nhiều nguyên nhân, nhưng nguyên nhân thường thấy nhất là do nhựa bị hút ẩm. Sau đó hơi nước phát sinh khi đầu in gia nhiệt làm nóng chảy nhựa, gây nên các rỗ khí.

Thường các rỗ khí này khá nhỏ, nhưng rỗ khí này sẽ gây ra các khoảng trống trong sản phẩm, làm yếu đi kết cấu và giảm độ bền cho sản phẩm. Và các rỗ khí cũng là một trong các nguyên nhân khiến mẫu in có hiện tượng kéo tơ hoặc nặng hơn là mẫu in bị hỏng.

3.4 Sợi nhựa bị đứt đột ngột

Những vật liệu nhựa in 3D không chất lượng thì sợi nhựa hay bị đứt đột ngột trong quá trình in. Cho dù đã được check nhiệt độ, quạt làm mát đầu đùn hay đầu đẩy nhựa vẫn bình thường thì có thể do chất lượng nhựa in không được đảm bảo.

Vậy, làm như thế nào để tránh được những rủi ro trên? Điều đơn giản nhất chính là hãy tìm cho đến một địa chỉ cung cấp nhựa in 3D uy tín.

3D Smart Solutions (3DS) chuyên cung cấp các giải pháp in 3D trọn gói, được đánh giá là doanh nghiệp hàng đầu Việt Nam. Đến với 3DS, chúng tôi sẽ tư vấn và cung cấp những giải pháp công nghệ 3D tiên tiến, đạt chuẩn công nghiệp với mức đầu tư phù hợp nhất cho doanh nghiệp đang phát triển tại thị trường Việt Nam.

3DS cung cấp vật liệu in 3D, cùng các thiết bị 3D nhập khẩu: Máy in 3D, Máy Scan 3D với chính sách hỗ trợ chuyển giao trực tiếp tại doanh nghiệp. Đồng thời, xuyên suốt hơn 12 năm làm việc với các doanh nghiệp khác nhau, Chúng tôi nhận thấy việc đầu tư thiết bị còn nhiều khó khăn với doanh nghiệp mới bắt đầu, Bạn có thể tham khảo và yêu cầu báo giá dịch vụ in 3D.

Hãy liên hệ ngay với 3DS qua hotline 0345.699.777 để chúng tôi có thể tư vấn chi tiết hơn cho quý khách về giải pháp in 3D phù hợp với doanh nghiệp.

Ngoài ra bạn có thể tìm hiểu thêm: 

• Tìm hiểu các đặc điểm của nhựa nylon trong in 3d
• Nhựa in 3D Resin Formlabs – Tối ưu quy trình tạo mẫu nhanh