em>Máy in 3d dường như đã không còn xa lạ gì trong sản xuất và trong đời sống thường ngày. Nó được sử dụng vô cùng rộng rãi ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau như thiết kế nội thất, thẩm mỹ, sản xuất hàng tiêu dùng, thời trang,… Tuy nhiên khi hỏi đến bộ phận cấu tạo của máy in 3d, ứng dụng của loại máy này thì không phải ai cũng nắm được chính xác.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy in 3d
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy in 3d. Thế nhưng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó hầu hết giống nhau.
Cấu tạo máy in 3d
Máy in 3d được cấu tạo bao gồm 3 bộ phận
Bộ phận cơ khí
Bộ phận cơ khí của máy in 3D này có nhiệm vụ giúp dẫn hướng chuyển động đầu phun hoặc làm bàn đỡ nhằm tạo mẫu. Đây được xem là phần khung xương của toàn bộ máy. Nó đòi hỏi độ chính xác của các linh kiện cơ khí. Và độ chính xác trong quá trình lắp ráp. Bao gồm các bộ phận như:
- Bàn in: Bao gồm khay in, khung trợ lực nhiệt trở và cảm biến điện dung (ở một số loại máy in đặc biệt)
- Bộ phận gia nhiệt: Hầu hết các loại máy in đều có bộ phận này ở dưới bàn in. Nhằm có thể thực hiện được các tác vụ nhất định như ABS, nhựa dẻo, nhựa gỗ,… Tuy nhiên cũng có một số loại máy in không có bộ phận này
- Khay in: Là phụ kiện máy in có mặt phẳng tuyệt đối được làm bằng kính hoặc nhôm hợp kim dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật. Nó có tác dụng dùng để mẫu in bám lên trên đó và truyền nhiệt từ bàn in lên
- Bộ đùn: Đây là một trong những chi tiết vô cùng quan trọng. Nó không thể thiếu của máy in 3d tập trung nhiều công nghệ và cải tiến nhằm đem lại chất lượng mẫu in 3d tốt nhất. Nó bao gồm 2 phần chính là phần nóng và phần tản nhiệt
- Bánh răng kéo nhựa: Gồm bằng răng chuyển động ép vào sợi nhựa và một banh xe lăn làm nhiệm vụ tạo điểm tì để bánh răng kia kéo sợi nhựa đi. Ngoài ra thành phần cơ khí của máu in còn bao gồm có dây gia nhiệt, bộ tản nhiệt, cảm biến nhiệt, đầu in, quạt tản nhiệt,…
Bộ phận chuyển động
Đây được xem là phần xương của máy in có tác dụng truyền lực nâng bàn in hoặc đầu in lên xuông theo trục Z. Trục vitme có tác dụng biến đổi chuyển động quay thanh chuyển động tịnh tiến với lực ma sát trượt phát sinh không đáng kể, đảm bảo đem lại sự vận hành trơn tru, êm ái, chính xác và hiệu quả
Dây đai, dây curoa truyền động dây curoa là bộ phận cấu tạo cần thiết dùng để truyền các X, Y. Trong quá trình lắp đặt thiết bị truyền động này, đòi hỏi việc căng dây đai làm sao cho đảm bảo độ chính xác của tọa độ đầu in.
Bộ phận điện, điện tử
Động cơ bước
Đây là bộ phận điện tự được sử dụng để có thể đảm bảo điều khiển được chính xác chuyển động thông qua các xung, tín hiệu điện. Mỗi xung sẽ tương ứng với một giá trị góc quay nhất định của động cơ
Bo mạch chủ
Đây là thành phần điện tử đóng vai trò đầu não vô cùng quan trọng của máy in 3D. Tất cả các thông số, quy tắc vận hành đều được nạp vào bộ nhớ của bo mạch chủ này
Bộ phận in
Bộ phận này có nhiệm vụ truyền nhựa và tạo thành lớp để tạo thành sản phẩm. Trong đó có bộ phận chứa mực in. Thông thường có các loại máy in thông dụng hiện nay đều sử dụng mực in 3d dạng nhựa
Nguyên lý hoạt động máy in 3d
Để máy in 3D hoạt động thì cần đến hệ thống phần mềm điều khiển. Phần mềm điều khiển khi này sẽ được xử lý thiết kế CAD (tệp STL), chia nó ra thành các lớp. Sau đó thì sẽ tính toán và dựa tạo đường chạy cho đầu in của mỗi lớp in.
Máy in 3D lúc này sẽ ép đùn nhựa theo đường chạy đã định sẵn. Bàn in sẽ được đặt ở độ cao nhất định và hệ thống chuyển động trục XY sẽ di chuyển đầu in theo như với bản thiết kế. Hết một lớp in, hệ thống chuyển động trục Z sẽ di chuyển bàn in để máy in khi này có thể tiếp tục thực hiện in lớp in tiếp theo đè lên trên lớp in ban đầu
Ngoài vậy liệu nhựa chính máy in 3d có sử dụng vật liệu hỗ trợ. Vật liệu hỗ trợ này sẽ được sử dụng khi mà cần in các lỗ rỗng, phần nhô ra ngoài. Nó đóng vai trò là một dàn đỡ được tạo tự động với một số dạng khác nhau
Ứng dụng máy in 3d
Khả năng của máy in 3d là vô tận và chúng hiện nay còn trở thành một công cụ vô cùng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như kỹ thuật, thiết kế công nghiệp, sản xuất và kiến trúc. Dưới đây là một số ví dụ như:
+ Các mô hình được các nhân hóa
Tạo ra các sản phẩm được các nhân hóa hoàn toàn phù hợp với các nhu cầu của bạn về kích thước và hình dạng
+ Tạo mẫu nhanh
In 3d cho phép bạn có thể nhanh chóng tạo ra một mô hình hoặc nguyên mẫu. Giúp cho các kỹ sư như thiết kế và các công ty nhân nhận được phản hồi về dự án của họ trong thời gian ngắn
+ Mô hình
Có thể dễ dàng tạo được ra những mô hình khó tưởng tượng bằng máy in 3d
Hướng dẫn sử dụng máy in 3d
Trước khi chuẩn bi in 3D, mô hình 3D kỹ thuật số thông qua các phần mềm Slicer được chuyển đổi thành các lệnh G – code. Trong phần mềm Slicer bạn cũng cần thiết lập để thêm phần cấu trúc chống đỡ cho bản in. Điều này nhằm mục đích để bản in 3D được ổn định và có chất lượng tốt hơn
Sau đó tiến hành in như sau:
+ Làm nóng đầu đùn của máy in 3D FDM đến nhiệt độ nóng chảy của sợi vật liệu được sử dụng
+ Nạp sợi vật liệu vào đầu đùn một cách cần thận bởi đầu đùn đang nóng
+ Tiến hành in 3D sản phẩm theo thiết kế 3D đã được lập trình sẵn
+ Xử lý hậu kỳ sản phẩm sau in
+ Xử lý hậu kỳ là công đoạn cuối cùng bạn cần thực hiện để hoàn thành sản phẩm in 3D. Một số bước có thể bạn sẽ có thể cần thực hiện trong quá trình này như là: loại bỏ cấu trúc chống đỡ, chà nhám, đánh bóng, gắn, hàn,…
Trên đây là toàn bộ những thông tin về máy in 3d và cách sử dụng máy in. Rất mong những thông tin đó sẽ đem lại hữu ích cho các bạn