Máy in 3D là gì?

In 3D hay sản xuất in bồi đắp là quá trình tạo ra một vật thể ba chiều từ một tệp dữ liệu thiết kế kỹ thuật số. Nói nôm na đây là loại máy tạo nên hình dáng ba chiều của sản phẩm qua việc đắp chồng vật liệu lên nhau, có thể là nhựa hoặc kim loại cho đến khi hoàn thiện sản phẩm thông qua hệ thống điều khiển và đầu phun vật liệu.

Nguyên lý này trái ngược với gia công cắt gọt, đó là cắt tỉa hay làm rỗng một miếng phôi hình khối bằng kim loại hoặc nhựa. Công nghệ in 3D cho phép tạo ra các sản phẩm có cấu tạo phức tạp hơn mà sử dụng ít vật liệu hơn các phương pháp truyền thống. 

BIQU B1 máy in 3D nhựa

Cấu tạo của máy in 3D

Máy in 3D là một thiết bị cơ điện tử với cấu kiện cơ khí và các bo mạch điều khiển. Vi xử lý máy in 3D nhận lệnh từ máy tính thông qua cáp USB, thẻ nhớ, Wifi,.. Nó trực tiếp điều khiển động cơ, đầu phun và các cơ cấu khác một cách tuần tự tạo ra các lớp in 3 chiều. Mọi máy in 3D hoạt động theo nguyên lý đắp từng lớp vật liệu (layer by layer), có thể từ trên xuống hoặc từ dưới lên tùy theo công nghệ in 3D đang sử dụng.

Các loại máy in 3D có thể khác nhau về kích thước, vật liệu và chức năng, nhưng hầu như đều có ba thành phần chính. Chức năng của mỗi thành phần này sẽ quyết định chất lượng của sản phẩm.

Đầu in và hệ thống ép đùn: Hệ thống chịu trách nhiệm gia nhiệt và đẩy vật liệu ra thông qua một vòi phun để tạo thành chi tiết. Các yếu tố như kích thước vòi phun và tốc độ đùn 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 thực hiện ép vật liệu lên bàn in. Trong quá trình in, hệ thống trục Z sẽ di chuyển trục in theo các bước di chuyển bằng nhau để tạo ra các lớp cấu thành chi tiết in. Độ chính xác của động cơ điều khiển trục Z sẽ quyết định độ phân giải cũng như chất lượng chi tiết của sản phẩm in. 

Hệ thống chuyển động trục XY: Giàn in điều khiển trực tiếp chuyển động X Y của đầu in. Nó có trách nhiệm cho việc điều khiển để tạo các lớp in 2D theo đúng như thiết kế. 

BIQU Magician máy in 3D nhựa

Nguyên lý của máy in 3D

Để một máy in 3D có hoạt động, cần có hệ thống phần mềm thực hiện chức năng điều khiển. Phần mềm sẽ thực hiện xử lý bản thiết kế và chia nó thành các lớp, sau đó tính toán các đường đi để điều khiển máy in. Tại điểm khởi đầu, bàn in được đặt ở độ cao nhất định và hệ thống điều khiển sẽ di chuyển trục XY theo như bản thiết kế, sau khi hoàn thiện được một lớp, trục Z sẽ thực hiện di chuyển để bắt đầu in lớp tiếp theo.

Ngoài vật liệu chính, in 3D có sử dụng thêm vật liệu hỗ trợ, vật liệu này sẽ được sử dụng khi cần in các lỗ rỗng, phần nhỗ ra ngoài, ... Vật liệu này đóng vai trò như một dàn đỡ, và dễ dang bóc tách sau khi in.