In 3D là gì?
Mọi quá trình in 3D đều bắt đầu bằng mô hình kĩ thuật 3D,có thể bắt đầu bằng cách sử dụng 1 loạt các phần mềm 3D- trong ngành công nghiệp 3D CAD,người thiết kế và người tiêu dùng tiếp cận các chương trình đơn giản hơn,dễ tiếp cận hơn hoặc dùng máy quét 3D để tạo mô hình kĩ thuật 3D.Mô hình sau đó được chuyển thành nhiều lớp, và được các máy in 3D đọc dưới dạng mã chương trình .Vật liệu được máy in 3D sử lí và phân bố thành từng lớp theo chương trình thiết kế.Như đã nói,có nhiều công nghệ in 3D khác nhau, xử lí các loại vật liệu theo nhiều cách khác nhau, để tạo nên khối sản phẩm cuối cùng.Nhựa chuyên dụng,kim loại,gốm sứ ,bột .. đang là các vật liệu được dùng phổ biến trong ứng dụng sản xuất mẫu và công nghiệp hiện nay.Nghiên cứu cũng đang được tiến hành với các loại vật liệu sinh học khác nhau.Nói chung thị trường nhập khẩu nhựa đang còn nhiều hạn chế.ABS và PLA đang là các loại nhựa được sử dụng rộng rãi,nhưng hiện nay đang có nhiều loại vật liệu thay thế , trong đó có Nylon.Ngoài ra còn có 1 số lượng lớn các máy nhập ngoại dành cho nguyên liệu thực phẩm như đường và socola.
Các loại máy in khác nhau sử dụng công nghệ khác nhau để xử lí dữ liệu bằng nhiều cách khác nhau.Điều quan trọng cần phải biết trong công nghệ in 3D là không có 1 vật liệu và công nghệ nào là “phù hợp với tất cả được”.Ví dụ 1 số máy in 3D sử dụng vật liệu bột (nylon, nhựa, gốm, kim loại),sử dụng nguồn sáng tạo nhiệt lớn làm nóng chảy vật liệu và làm chúng liên kết với nhau theo hình dạng xác định.1 số máy khác thì dùng tia laser làm nóng chảy và liên kết nhựa thành các lớp mỏng.1 quá trình in 3D khác là xử lí các giọt nhựa chảy xuống, điều này làm chúng ta liên tưởng tới quá trình in phun,nhưng với chất lượng cao cấp hơn mực in và dùng keo để liên kết các lớp với nhau.Nhưng có lẽ qui trình công nghệ in phổ biến và dễ nhận ra nhất là qui trình lắng đọng,và qui trình này đa số được thực hiện trên các máy in nhập khẩu.Quá trình này là đùn chất dẻo, thông thường là PLA hay ABS,ở dạng sợi nhỏ thông qua đầu phun nóng để tao thành từng lớp theo biên dạng đã thiết kế.
Vì chúng ta có thể in trực tiếp, tạo ra được các chi tiết có cấu tạo phức tạp,tạo nên khối sản phẩm mà k cần lắp ráp nhiều.
Tuy nhiên, 1 điểm quan trọng khác cần phải nhấn mạnh cho công nghệ in 3D hiện nay là cắm và chạy.Có nhiều bước khâu trước khi in và khi áp dụng lên máy in thì thường bị bỏ qua.Quá trình thiết kế cho in 3D trong thực tế,đòi hỏi chuyển đổi dữ liệu khá mất thời gian và phức tạp,đặc biệt là với các bộ phận phức tạp trong quá trình thiết kế. Tuy nhiên những cập nhập liên tục và nâng cấp các phần mềm làm cho các chức năng được cải thiện hơn.Hơn nữa,khi đã dừng hoạt đông máy in, có nhiều bộ phần cần phải được hoàn thiện hơn nữa.Loại bỏ phần hỗ trợ là quá trình tất yếu khi có thêm phần hỗ trợ,nhưng những việc khác như chà nhám,sơn mài ,hay đánh giấy giáp truyền thống đều phải thực hiện bằng tay đòi hỏi kĩ năng thời gian và sự kiên nhẫn.
The starting point for any 3D printing process is a 3D digital model, which can be created using a variety of 3D software programmes — in industry this is 3D CAD, for Makers and Consumers there are simpler, more accessible programmes available — or scanned with a 3D scanner. The model is then ‘sliced’ into layers, thereby converting the design into a file readable by the 3D printer. The material processed by the 3D printer is then layered according to the design and the process. As stated, there are a number of different types of 3D printing technologies, which process different materials in different ways to create the final object. Functional plastics, metals, ceramics and sand are, now, all routinely used for industrial prototyping and production applications. Research is also being conducted for 3D printing bio materials and different types of food. Generally speaking though, at the entry level of the market, materials are much more limited. Plastic is currently the only widely used material — usually ABS or PLA, but there are a growing number of alternatives, including Nylon. There is also a growing number of entry level machines that have been adapted for foodstuffs, such as sugar and chocolate.
How it Works
The different types of 3D printers each employ a different technology that processes different materials in different ways. It is important to understand that one of the most basic limitations of 3D printing — in terms of materials and applications — is that there is no ‘one solution fits all’. For example some 3D printers process powdered materials (nylon, plastic, ceramic, metal), which utilize a light/heat source to sinter/melt/fuse layers of the powder together in the defined shape. Others process polymer resin materials and again utilize a light/laser to solidify the resin in ultra thin layers. Jetting of fine droplets is another 3D printing process, reminiscent of 2D inkjet printing, but with superior materials to ink and a binder to fix the layers. Perhaps the most common and easily recognized process is deposition, and this is the process employed by the majority of entry-level 3D printers. This process extrudes plastics, commonly PLA or ABS, in filament form through a heated extruder to form layers and create the predetermined shape.
Because parts can be printed directly, it is possible to produce very detailed and intricate objects, often with functionality built in and negating the need for assembly.
However, another important point to stress is that none of the 3D printing processes come as plug and play options as of today. There are many steps prior to pressing print and more once the part comes off the printer — these are often overlooked. Apart from the realities of designing for 3D printing, which can be demanding, file preparation and conversion can also prove time-consuming and complicated, particularly for parts that demand intricate supports during the build process. However there are continual updates and upgrades of software for these functions and the situation is improving. Furthermore, once off the printer, many parts will need to undergo finishing operations. Support removal is an obvious one for processes that demand support, but others include sanding, lacquer, paint or other types of traditional finishing touches, which all typically need to be done by hand and require skill and/or time and patience.