Máy in 3D là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Máy in 3D là gì? Nguyên lý và quá trình in 3D
5/5 - (4 bình chọn)

Máy in 3D là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy in và công nghệ in 3D

Máy in 3D là gì?

Máy in 3D là một thiết bị sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM) để tạo ra các vật thể ba chiều. Giống như máy in truyền thống, máy in 3D nhận dữ liệu kỹ thuật số từ máy tính làm đầu vào. Tuy nhiên, thay vì in đầu ra trên giấy, máy in 3D xây dựng mô hình ba chiều từ vật liệu tùy chỉnh.

Cấu tạo của máy in 3D

Đầu in và hệ thống ép đùn: Hệ thống chịu trách nhiệm gia nhiệt và đùn vật liệu in 3D bằng nhựa nhiệt dẻo thông qua một vòi phun để tạo thành chi tiết. Các yếu tố như kích thước vòi phun và tốc độ đùn nhựa sẽ tác động đến độ chính xác mà máy in có thể đạt được, cũng như tốc độ in.

Bàn in và hệ thống chuyển động trục Z: Bàn in là nơi chứa sản phẩm in, đầu in sẽ ép đùn vật liệu lên bàn in. Trong quá trình in, hệ thống chuyển động trục Z di chuyển bàn in theo từng bước, bằng nhau để tạo ra các lớp cấu thành chi tiết in. Độ chính xác của các động cơ điều khiển hệ thống chuyển động Z kiểm soát độ phân giải và chất lượng của chi tiết theo trục Z.

Hệ thống chuyển động XY: Giàn in trực tiếp điều khiển chuyển động X và Y của đầu in. Nó có trách nhiệm cho việc “vẽ” từng lớp in 2D theo đúng như thiết kế của chi tiết. Độ chắc chắn của giàn in và chất lượng của động cơ và cảm biến điều khiển cùng với bàn in sẽ quyết định độ chính xác của một chi tiết in 3D.

Nguyên lý in 3D là gì?

Máy in 3D sử dụng một nguyên lý được gọi là sản xuất phụ gia để tạo thành (hoặc “in”) các đối tượng vật lý từng lớp một cho đến khi mô hình hoàn chỉnh. Điều này khác với sản xuất trừ lùi, trong đó máy định hình lại hoặc loại bỏ vật liệu khỏi khuôn hiện có. Vì máy in 3D tạo ra các mô hình từ đầu, chúng hiệu quả hơn và tạo ra ít chất thải hơn so với các thiết bị sản xuất trừ đi.

Để một máy in 3D hoạt động, cần có hệ thống phần mềm điều khiển. Phần mềm sẽ xử lý thiết kế CAD (tệp STL), chia nó thành các lớp, sau đó tính toán và tạo đường chạy cho đầu in của mỗi lớp in. Máy in 3D công nghệ FFF sẽ ép đùn nhựa theo như đường chạy đã định sẵn. Tại điểm khởi đầu, bàn in được đặt ở độ cao nhất định và hệ thống chuyển động trục XY sẽ di chuyển đầu in theo như bản thiết kế. Hết một lớp in, hệ thống trục Z sẽ di chuyển bàn in để máy in tiếp tục thực hiện in lớp in tiếp theo, đè lên trên lớp in ban đầu.

Quá trình in 3D diễn ra như thế nào?

Quá trình in mô hình 3D khác nhau tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng để tạo ra đối tượng. Ví dụ: khi xây dựng một mô hình nhựa, máy in 3D có thể làm nóng và kết hợp các lớp nhựa với nhau bằng cách sử dụng một quy trình được gọi là mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM). Khi tạo một vật thể kim loại, máy in 3D có thể sử dụng một quy trình gọi là thiêu kết kim loại trực tiếp bằng laser (DMLS). Phương pháp này tạo ra các lớp kim loại mỏng từ bột kim loại bằng cách sử dụng tia laser công suất cao.

Mặc dù in 3D đã có từ những năm 1980, nhưng nó chủ yếu được sử dụng cho các mục đích công nghiệp quy mô lớn. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, máy in 3D đã trở nên rẻ hơn nhiều và hiện đã có mặt trên thị trường tiêu dùng. Khi công nghệ trở nên phổ biến hơn, máy in 3D có thể trở thành một phương tiện khả thi để mọi người tạo ra các sản phẩm gia đình và các bộ phận thay thế của riêng họ.

Bài viết này có hữu ích với bạn không?
Không