Vật liệu in 3D
Các vật liệu in 3D đã đi một chặng đường dài kể từ những ngày đầu của công nghệ. Hiện nay có rất nhiều loại vật liệu khác nhau, ở các trạng thái khác nhau (bột, sợi, viên, hạt, nhựa, vv).
Tùy thuộc vào ngành mà ta cung cấp loại vật liệu phù hợp (với một ví dụ là ngành nha khoa) với các tính chất vật liệu chính xác hơn phù hợp với ứng dụng.
Tuy nhiên, bây giờ có quá nhiều vật liệu độc quyền từ các nhà cung cấp máy in 3D khác nhau để bao gồm trọn bộ. Thay vào đó, bài viết này sẽ xem xét các loại vật liệu phổ biến nhất theo một cách chung chung hơn. Và cũng có một vài vật liệu nổi bật
Nhựa
Nylon, hoặc Polyamide, thường được sử dụng ở dạng bột với quá trình kết tinh hoặc ở dạng sợi với quá trình FDM. Nó là một chất dẻo mạnh mẽ, mềm dẻo và bền chắc đã chứng tỏ độ tin cậy đối với việc in 3D. Màu trắng tự nhiên nhưng có thể được nhuộm màu - trước hoặc sau khi in. Vật liệu này cũng có thể được kết hợp (dạng bột) với nhôm bột để tạo ra một vật liệu in 3D thông thường khác để kết tinh- Alumide.
ABS là một loại nhựa thông thường được sử dụng cho in 3D và được sử dụng rộng rãi trên các máy in 3D FDM đầu vào dạng sợi. Nó là một loại nhựa đặc biệt mạnh và có nhiều màu sắc. ABS có thể được mua dưới dạng sợi từ một số nguồn không cần xuất xứ, đó là một lý do khác khiến nó trở nên phổ biến.
PLA là một vật liệu nhựa sinh học có khả năng phân huỷ sinh học và đã có được sự kéo mạnh bằng in 3D. Nó có thể được sử dụng trong định dạng nhựa cho các quá trình DLP / SL cũng như trong dạng sợi cho quá trình FDM. Nó đa dạng về màu sắc, bao gồm cả trong suốt,nó được chứng minh là một lựa chọn hữu ích cho một số ứng dụng của in ấn 3D. Tuy nhiên, nó không phải là bền hoặc linh hoạt như ABS.
LayWood là vật liệu in 3D được phát triển đặc biệt cho các máy in 3D đùn. Nó có dạng sợi và là một hỗn hợp gỗ / polymer (còn gọi là WPC).
Kim loại
Số lượng ngày càng tăng của kim loại và vật liệu composite được sử dụng cho công nghiệp in 3D. Hai loại phổ biến nhất là các dẫn xuất nhôm và coban.
Một trong những kim loại mạnh nhất và do đó được sử dụng phổ biến nhất để in 3D là Thép không gỉ dạng bột cho quá trình kết tinh / nóng chảy / EBM. Nó có mày bạc tự nhiên, nhưng có thể được mạ với các vật liệu khác để tạo ra hiệu ứng vàng hoặc đồng
Trong vài năm gần đây, vàng và bạc đã được thêm vào các loại vật liệu kim loại có thể được in 3D trực tiếp, với các ứng dụng rõ ràng trên toàn ngành đồ trang sức. Đây là những vật liệu rất mạnh và được chế biến dưới dạng bột.
Titanium là một trong những vật liệu kim loại mạnh nhất và đã được sử dụng cho các ứng dụng công nghiệp in 3D. Được cung cấp dưới dạng bột, nó có thể được sử dụng cho quá trình kết tinh/ nóng chảy / EBM.
Gốm sứ
Gốm sứ là một nhóm các vật liệu tương đối mới có thể được sử dụng cho việc in 3D với nhiều mức thành công khác nhau. Điều đặc biệt cần chú ý với các vật liệu này là sau khi in , các bộ phận gốm cần phải trải qua cùng một quy trình như bất kỳ phần gốm nào được làm bằng cách sử dụng các phương pháp sản xuất truyền thống - tức là sấy khô và tráng men.
Giấy
Giấy photocopy A4 tiêu chuẩn là vật liệu in 3D được sử dụng bởi quá trình SDL độc quyền do Mcor Technologies cung cấp. Công ty vận hành một mô hình kinh doanh khác nhau đáng kể cho các nhà cung cấp in 3D khác, trong đó vốn đầu tư cho máy nằm ở tầm trung, nhưng sự nhấn mạnh là rất nhiều trên một nguồn nguyên liệu có thể thu được một cách dễ dàng, tiết kiệm chi phí và có thể mua tại địa phương . Các mẫu in 3D được làm bằng giấy an toàn, thân thiện môi trường, dễ tái chế và không cần xử lý sau.
Thực phẩm
Thử nghiệm với máy ép đùn cho các loại thực phẩm in 3D đã tăng lên đáng kể trong vài năm qua. Chocolate là phổ biến nhất .Ngoài ra còn có máy in làm việc với đường và một số thí nghiệm với mì ống và thịt. Nhìn về tương lai, nghiên cứu đang được tiến hành, sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất ra các bữa ăn hoàn hảo.
Khác
Và cuối cùng, một công ty có một nguồn cung cấp vật liệu độc nhất (độc quyền) là Stratasys, với các tài liệu kỹ thuật số cho nền tảng in ấn Objet Connex 3D. Cung cấp này có nghĩa là các vật liệu in Objet 3D tiêu chuẩn có thể được kết hợp trong quá trình in - ở các nồng độ khác nhau và quy định - để tạo ra vật liệu mới với các tính chất cần thiết. Có thể nhận ra tới 140 vật liệu kỹ thuật số khác nhau từ việc kết hợp các vật liệu chính hiện có theo những cách khác nhau.
The materials available for 3D printing have come a long way since the early days of the technology. There is now a wide variety of different material types, that are supplied in different states (powder, filament, pellets, granules, resin etc).
Specific materials are now generally developed for specific platforms performing dedicated applications (an example would be the dental sector) with material properties that more precisely suit the application.
However, there are now way too many proprietary materials from the many different 3D printer vendors to cover them all here. Instead, this article will look at the most popular types of material in a more generic way. And also a couple of materials that stand out.
Plastics
Nylon, or Polyamide, is commonly used in powder form with the sintering process or in filament form with the FDM process. It is a strong, flexible and durable plastic material that has proved reliable for 3D printing. It is naturally white in colour but it can be coloured — pre- or post printing. This material can also be combined (in powder format) with powdered aluminium to produce another common 3D printing material for sintering — Alumide.
ABS is another common plastic used for 3D printing, and is widely used on the entry-level FDM 3D printers in filament form. It is a particularly strong plastic and comes in a wide range of colours. ABS can be bought in filament form from a number of non-propreitary sources, which is another reason why it is so popular.
PLA is a bio-degradable plastic material that has gained traction with 3D printing for this very reason. It can be utilized in resin format for DLP/SL processes as well as in filament form for the FDM process. It is offered in a variety of colours, including transparent, which has proven to be a useful option for some applications of 3D printing. However it is not as durable or as flexible as ABS.
LayWood is a specially developed 3D printing material for entry-level extrusion 3D printers. It comes in filament form and is a wood/polymer composite (also referred to as WPC).
nhựa-in-3d
Metals
A growing number of metals and metal composites are used for industrial grade 3D printing. Two of the most common are aluminium and cobalt derivatives.
One of the strongest and therefore most commonly used metals for 3D printing is Stainless Steel in powder form for the sintering/melting/EBM processes. It is naturally silver, but can be plated with other materials to give a gold or bronze effect.
In the last couple of years Gold and Silver have been added to the range of metal materials that can be 3D printed directly, with obvious applications across the jewellery sector. These are both very strong materials and are processed in powder form.
Titanium is one of the strongest possible metal materials and has been used for 3D printing industrial applications for some time. Supplied in powder form, it can be used for the sintering/melting/EBM processes.
kim-loại-in-3d
Ceramics
Ceramics are a relatively new group of materials that can be used for 3D printing with various levels of success. The particular thing to note with these materials is that, post printing, the ceramic parts need to undergo the same processes as any ceramic part made using traditional methods of production — namely firing and glazing.
gốm-in-3d
Paper
Standard A4 copier paper is a 3D printing material employed by the proprietary SDL process supplied by Mcor Technologies. The company operates a notably different business model to other 3D printing vendors, whereby the capital outlay for the machine is in the mid-range, but the emphasis is very much on an easily obtainable, cost-effective material supply, that can be bought locally. 3D printed models made with paper are safe, environmentally friendly, easily recyclable and require no post-processing.
in-3d-giấy
Bio Materials
There is a huge amount of research being conducted into the potential of 3D printing bio materials for a host of medical (and other) applications. Living tissue is being investigated at a number of leading institutions with a view to developing applications that include printing human organs for transplant, as well as external tissues for replacement body parts. Other research in this area is focused on developing food stuffs — meat being the prime example.
in-3d-vật-liệu-sinh-học
Food
Experiments with extruders for 3D printing food substances has increased dramatically over the last couple of years. Chocolate is the most common (and desirable). There are also printers that work with sugar and some experiments with pasta and meat. Looking to the future, research is being undertaken, to utilize 3D printing technology to produce finely balanced whole meals.
in-3d-thức-ăn
Other
And finally, one company that does have a unique (proprietary) material offering is Stratasys, with its digital materials for the Objet Connex 3D printing platform. This offering means that standard Objet 3D printing materials can be combined during the printing process — in various and specified concentrations — to form new materials with the required properties. Up to 140 different Digital Materials can be realized from combining the existing primary materials in different ways.