Năm 2009 là năm hết hạn của bằng sáng chế công nghệ của FDM, nhờ sự kiện này mà công nghệ fdm được phổ biến trên toàn thế giới. Tôi dám chắc rằng cho dù bạn không rành về công nghệ nhưng trong tâm trí của bạn cũng từng thoáng qua hình ảnh của chiếc máy in 3d với 1 đầu vòi phun (chính xác hơn là đùn ) vật liệu in ra từng lớp từng lớp cho tới khi hoàn thiện sản phẩm. Đó chính là công FDM mà tôi sẽ đề cập trong bài viết này. Trước tiên đội sẽ giới thiệu sơ lược về công nghệ để bạn chắc kiến thức chuẩn xác và giới thiệu cho bạn các con máy in 3d FDM tốt nhất hiện nay trong từng phân khúc.
Công nghệ FDM đã được nghiên cứu và điều tra và tăng trưởng lần tiên phong vào năm 1980 bởi kĩ sư S. Scott Crump và vợ đồng sáng lập công ty Stratasys Ltd được cấp bằng bản quyền sáng tạo vào năm 1989 với một tên gọi khác Fused filament fabrication ( FFF ) nhưng thông dụng và được dùng nhiều nhất lúc bấy giờ là FDM, nhiều lúc bạn hoàn toàn có thể đọc được một vài bài nghiên cứu và điều tra vẫn dùng tên cũ là FFF nên hãy nhớ FDM và FFF là cùng một công nghê .FDM hoạt động giải trí theo nguyên tắc làm nóng chảy sợi nhựa ( filament ) dẻo, về cơ bản đây là một sợi nhựa hoàn toàn có thể làm nóng chảy, làm nguội, có trấn áp. Điều này lặp đi lặp lại, xếp chồng lớp với nhau lần lượt cho đến khi mẫu quy mô được hình thành .
Công nghệ in 3d FDM được tạo ra bởi những người muốn tạo ra mẫu nhanh chóng. Ngày nay sản xuấy các nguyên mẫu thử nghiệm nhanh là một trong các lợi ích lớn nhất của FDM và công nghệ in 3d nói chung. Không có gì quá ngạc nhiên khi công nghệ in 3D đã dần trở thành một giải pháp sản xuất mạnh mẽ cho thay cho công nghệ cắt gọt truyền thống.
Cấu tạo của máy in 3d FDM
Cơ cấu điều khiển và tinh chỉnh đầu in FDM : trải qua motor đầu in chuyển dời theo phương X và Y. Cảm biến tinh chỉnh và điều khiển của bàn in sẽ quyết định hành động về độ đúng mực của một chi tiết cụ thể in 3D do chất lượng và độ chắc như đinh của động cơ .Đầu in và mạng lưới hệ thống ép đùn : Để tạo ra mẫu sản phẩm, mạng lưới hệ thống ép đùn chịu nghĩa vụ và trách nhiệm gia nhiệt và đùn vật tư in 3D bằng nhựa dẻo trải qua vòi phun. Các yếu tố quan trọng ảnh hưởng tác động đến độ đúng mực và vận tốc in là kích cỡ vòi phun và vận tốc đùn nhựa .
Bàn in và mạng lưới hệ thống hoạt động trục Z : Đầu in sẽ ép đùn vật tư lên bàn in là nơi chứa loại sản phẩm in. Trong khi quy trình in diễn ra, mạng lưới hệ thống trực Z vận động và di chuyển theo những hướng nhất định, bằng nhau để hoàn toàn có thể tạo ra những lớp cấu thành cụ thể in. Động cơ điều khiển và tinh chỉnh mạng lưới hệ thống hoạt động Z trấn áp độ phân giải và chất lượng của chi tiết cụ thể theo trục Z là nhờ độ đúng mực của những động cơ .Sợi nhựa nhiệt dẻo hay sáp ( nhưa PLA ) : Các sợi ( nguyên vật li ) này sẽ được đùn qua đầu phun nhỏ của khuôn được gia nhiệt .Hệ thống ứng dụng và máy tính : Với file 3D dưới dạng đuôi STL máy tính hoàn toàn có thể đọc và nhận diện. Đó cũng là tiêu chuẩn để biểu lộ những vật thể rắn của ngành công nghiệp tạo mẫu. Cách để kiểm soát và điều chỉnh kích cỡ, vị trí hướng đặt của quy mô là sử dụng ứng dụng “ Cắt – tách ”. Sau khi đã nhận diện, ứng dụng liên tục triển khai “ Cắt – tách ”, thiết lập thông số kỹ thuật, chỉnh sửa những số liệu để ứng dụng xuất ra file GCODE để máy in hoàn toàn có thể đọc được .Cơ cấu tinh chỉnh và điều khiển đầu đùn máy : Được triển khai vận động và di chuyển theo 2 hướng là X và YĐầu đùn : Dựa trên những file đã được định trước, đầu đùn được điều khiển và tinh chỉnh để đùn ra sợi nhựa .Sáp hoặc sợi nhựa nhiệt dẻo : Đùn qua đầu phun nhỏ của khuôn gia nhiệtBàn in : Di chuyển theo trục Z, hoàn toàn có thể nâng lên hoặc hạ xuống .
Máy in 3d FDM hoạt động như thế nào ?
Khi bạn gửi một file in 3 d đến máy in. Trong file sẽ có khá đầy đủ những thông tin về nhiệt độ đầu phun, nhiệt độ bàn in, tốc độ tần suất, lượng nhựa và cách để đầu phun vận động và di chuyển .
Nguyên lý hoạt động máy in 3d fdm
Khi mở màn in, đầu phun sẽ được làm nóng đến nhiệt độ đã setup từ trước. Ở nhiệt độ thường tầm khoảng chừng 180 – 270 độ C, lúc này nhựa sẽ trở sang trạng thái nóng chảy và độ đùn sẽ đẩy sợi nhựa ra khỏi đầu in, máy in sẵn sàng chuẩn bị hoạt động giải trí. Đồng thời bàn in cũng sẽ được gia nhiệt giúp tăng năng lực bám bàn in .Sau đó đầu phun sẽ hạ xuống và khởi đầu chuyển dời trên mặt phẳng bàn in, bộ đùn sẽ có trách nhiệm đẩy nhựa ra khỏi vòi phun và mạng lưới hệ thống tản nhiệt lớp in sẽ khiến cho nhựa hóa rắn lại. Sau khi một lớp hoàn thành xong. Đầu phun sẽ chuyển dời theo hướng trục Z một khoảng chừng rất nhỏ thường 0.1 – 0.3 mm để mở màn lớp in sau đó. Quy trình trên sẽ lặp lại đến khi mẫu in được triển khai xong .
Thiết kế và mua file in 3d fdm
Bình thường, nếu bạn muốn in 3 d một chi tiết cụ thể nào đó, bạn hoàn toàn có thể đã có sẵn file phong cách thiết kế của nó. Mẫu in 3 d thường được tạo ra bởi những ứng dụng phong cách thiết kế, còn được gọi là CAD ( computer-aided design ), đây là những ứng dụng phong cách thiết kế 3 d thông dụng :Ngành cơ khí, kiến trúc :. Solidworks ( có phí ). Fusion 360 ( không lấy phí cho mục tiêu cá thể ). Sketchup ( không lấy phí cho giáo dục )Ngành điêu khắc, tượng :. Zbrush ( có phí ). Blender ( không lấy phí ). 3D s max ( không lấy phí cho giáo dục )Ngành trang sức đẹp :. Matrix ( có phí ). Rhino ( có phí )Đối với những người mới khởi đầu in 3 d thường không có kĩ năng phong cách thiết kế, sử dụng phần những ứng dụng trên. Dù có như vậy, vẫn còn cách khác .Để mở màn, có 1 ứng dụng CAD cơ bản và đơn thuần cho người mới đó là TinkerCAD, một ứng dụng trực tuyến mà không cần quá nhiều kĩ năng, được phong cách thiết kế bởi Autodesk – một công ty chuyên về những ứng dụng CAD .
Tải File in 3d
Với việc bùng nổ về công nghệ tiên tiến in 3 d hằng năm, có hơn hàng ngàn người mới tiếp cận được với công nghệ tiên tiến in 3 d cá thể, những website khởi đầu được kiến thiết xây dựng như một kho tàng trữ file 3 d, sau đây là những trang nổi tiếng và phổ cập :Thingiverse ( tổng thể đều không lấy phí )MyMiniFactory ( nhiều không tính tiền, 1 số ít ít trả phí )Cults3D ( không tính tiền và trả phí )CGTrader ( ít không tính tiền, hầu hết là trả phí )Printables ( tổng thể đều không lấy phí )Bằng cách này, tổng thể mọi người đều hoàn toàn có thể tự có cho mình những mẫu in mà không cần kĩ năng phong cách thiết kế .
Các loại vật liệu sử dụng in 3D FDM
Hiện nay, công nghệ FDM gồm những vật tư dùng trong in 3D gồm :
- Nhựa PLA: Đây là loại nhựa có giá cả rẻ, phân hủy sinh học
- Nhựa TPU/TPE: nhựa dẻo,có tính đàn hồi nhẹ và chịu sức nén tốt
- Nhựa PETG: nhựa cứng, dẻo dai, chịu nhiệt tốt và khó vỡ hơn nhựa PLA. Do đó, thích hợp để in đồ gá, vỏ thiết bị.
- Nhựa ABS: Một loại vật liệu mới trong ngành công nghiệp nhựa kỹ thuật, là một polymer được sử dụng rộng rãi và là sự kết hợp các tính chất cơ học tuyệt vời của độ bền, độ cứng. Nó sở hữu những đặc tính khác nhau của các loại nhựa PS, SAN và BS.
Ưu điểm của những loại nhựa này là có nhiều sắc tố để bạn hoàn toàn có thể lựa chọn. Ngoài những vật tư chính kể trên, còn có những vật tư đặc biệt quan trọng như : Nhựa giả đồng, nhựa giả vàng, nhựa giả gỗ, nhựa trong, … Với ưu điểm này thì nó ứng dụng như thế nào trong trong thực tiễn ?
Ứng dụng công nghệ in 3D FDM vào thực tế
Một công nghệ tiên tiến tân tiến, công nghệ tiên tiến in FDM phần đông có ứng dụng cho tổng thể những nghành nghề dịch vụ đời sống như thể :
- Kiến trúc: in 3D làm cho công việc của các kiến trúc sư dễ dàng thể hiện ý tưởng của mình một cách dễ dàng
- Ngành đúc: Tạo mẫu cho các xưởng đúc công nghiệp, đúc đồng, đúc composite, đúc thạch cao,…
- R&D: tạo mẫu nhanh (prototype, mock-up sản phẩm)
- Công nghiệp: Làm jigs, đồ gá, làm các thiết bị máy móc thay thế
- Điện tử: in linh kiện nhựa, làm vỏ thiết bị
- Mô hình Làm mô hình décor, mascote, figure
- Y tế: in các mô hình giải phẫu từ file chụp CT, MRI.
- Giáo dục: Mô hình giáo dục trực quan 3 chiều, giáo dục STEM.
- Làm đồ decor, trang trí nội thất
- Sản xuất chi tiết, linh kiện thay thế
- Sản xuất các đơn hàng đồ nhựa với số lượng nhỏ.
Thuận lợi và hạn chế của công nghệ in 3D FDM
Chắc hẳn chiếc máy nào cũng sẽ có những ưu điểm mà ở những máy khác chưa cung ứng đượcThuận lợi :
- Giá rẻ: giá thành của công nghệ FDM rẻ nhờ chi phí sản xuất rẻ, chi phí nguyên vật liệu rẻ.
- Tối ưu về diện tích sử dụng: so với các công nghệ in khác thì khi ở cùng một khổ in thì máy in FDM bao giờ cũng chiếm diễn tích thấp nhất
- Dễ vận hành: đối với một người mới có thể dễ dàng học và biết cách vẫn hành máy in 3D công nghệ FDM chỉ mất 1-3 ngày.
Bên cạnh những thuận lợi, không thể thiếu những mặt hạn chế nhất định của công nghệ in này:
Hạn chế :Khi có thuận tiện chắc rằng không hề thiếu những hạn chế của công nghệ tiên tiến 3D FDM, một vài hạn chế mà khi sử dụng máy in hoàn toàn có thể bạn sẽ gặp phải :
- Không ổn định: Trong quá trình hoạt động, máy dễ gặp trục trặc ( hỏng vặt ). Rất nhiều người mua máy về nhưng không dùng được do không khắc phục được các lỗi vặt xảy ra liên tục trong quá trình vận hành.
- Bề mặt không đẹp: Các mẫu in 3D FDM thường sẽ lộ các vân nhựa lớn và rõ ràng hơn các công nghệ in khác, làm cho bề mặt vật mẫu không được mịn đẹp.
- Độ chính xác không cao: Thông thường, các máy in 3D FDM chỉ đạt mức độ chính xác tối đa 0.2mm, không khi với các công nghệ khác lại có độ chính xác cao hơn, có thể lên tới 0.05mm.
- Chất lượng mẫu in 3D từ máy in FDM không tốt bằng SLA hoặc SLS
Một số lưu ý khi cần tránh khi cài đặt máy in 3D FDM
- Chiều cao lớp:
Nguyên tắc chung là nếu bạn đang in một thứ gì đó rất phức tạp, ví dụ như trang sức 3D, hãy sử dụng chiều cao thấp nhất có thể vì chiều cao lớp thấp có độ hoàn thiện mịn hơn, mặc dù bản in chậm hơn.
Tuy nhiên, nếu bạn đang in thứ gì đó lớn như các khối lập phương, bạn có thể sử dụng chiều cao lớn, in nhanh và kết quả cuối cùng sẽ trông gần giống nhau, vì bạn có thể sử dụng chiều cao lớp khổng lồ, tăng tốc độ in và không chịu bất kỳ tác động bất lợi nào.
- Đường kính đầu đùn:
Đây không phải là thông số kỹ thuật mà là một bộ kit, nhưng nó quan trọng đối với cách bạn in. Thông thường, máy in 3D sử dụng đầu phun có đường kính 0,4mm. Đường kính vòi phun nhỏ hơn tạo ra diện tích bề mặt mịn hơn và chi tiết hơn, nhưng với chiều cao lớp thấp hơn, mất nhiều thời gian hơn để in. Chẳng hạn như bạn in văn bản cực kỳ chi tiết- bạn có thể in được nếu như bạn mua vòi phun với kích thước 0.2mm, kiểm tra vòi phun bạn có trên máy in của bạn và tối ưu hóa dựa trên điều này.
- Infill: Các bộ phận FDM không in đặc, thông dụng là 20%, vẫn tạo các bộ phận mạnh hơn các bộ phận được tạo bằng SLA trong khi tiết kiệm tiền và thời gian. Nếu chỉ cần một nguyên mẫu rất thô, đôi khi 10% sẽ làm, mặc dù trong các tình huống khác khi cần một mô hình chịu lực cao, đôi khi 80% được sử dụng.
- Phần in support: Nếu bạn có một phần có phần nhô ra, bạn sẽ cần hỗ trợ hoặc phần của bạn sẽ sụp đổ và biến dạng. Máy in máy đùn kép thực hiện việc này một cách dễ dàng và có thể in các hỗ trợ trong sợi nhựa có thể hòa tan như HIPS hoặc PVA.
So sánh một số công nghệ in 3D khác khá phổ biến hiện nay với công nghệ in FDM
- In chất lỏng DLP
- In chất lỏng thiếu công nghệ LCD
- In chất lỏng (Công nghệ SLA)
- In bột (công nghệ SLS)
- In kim loại (công nghệ SLM)
| Công nghệ |
FDM |
SLA |
SLS |
DLP |
LCD |
| Nguyên lý |
Nung chảy và đùn sợi nhựa nhiệt dẻo theo nguyên tắc bồi đắp lớp chồng lớp. |
Dùng tia laser để xử lý những vật liệu nhựa lỏng thành vật liệu nhựa cứng. |
Dùng tia laser công suất cao hợp nhất các hạt bột polymer nhỏ. |
· Bồn nguyên liệu Photopolymer được tiếp xúc với ánh sáng từ máy chiếu |
Tiếp xúc với nguồn sáng tia cực tím (Ultraviolet – UV), các chuỗi Carbon liên kết với nhau |
| Vật liệu in |
ABS, PLA, TPU và các loại sợi nhựa khác |
Nhựa in 3D Resin |
Nylon – loại nhựa nhiệt kỹ thuật có tính cơ nước và bụi bẩn |
Nguyên liệu polymer |
Nhựa Resin |
| Bề mặt |
Các đường lớp như “ruộng bậc thang”, dễ nhìn thấy bằng mắt thường |
Bề mặt mịn, cạnh sắc nét, các đường lớp chỉ thấy tối thiểu |
Bề mặt sản phẩm sần sùi |
Bề mặt in sử dụng các pixel hình vuông xây dựng các lớp in gây ra hiệu ứng voxel dọc |
Bề mặt sản phẩm mịn |
| Ứng dụng |
Phục vụ việc kiểm tra ngoại quan, tạo tạo mẫu nhanh |
Ứng dụng trong việc tạo ra nguyên mẫu có độ chi tiết cao |
In 3d hình học phức tạp, sử dụng để tạo mẫu chức năng |
Tạo mẫu sản phẩm cho đúc chân không |
Tạo ra các mẫu in 3D có độ chi tiết cao |
| Ưu điểm |
Chi phí thấp cho các sản phẩm đơn giản |
Sản phẩm in có độ chính xác rất cao |
Chi phí thấp, năng suất cao |
· Sản xuất những chi tiết chính xác với độ phân giải chất lượng cao |
Chi phí thấp, năng suất cao |
Giới thiệu các dòng máy in 3D FDM
Với những kiến thức và kỹ năng về cấu trúc nguyên tắc, sau đây sẽ là những dòng máy hoàn toàn có thể cung ứng được những tiêu chuẩn giúp cho bạn thuận tiện lựa chọn được dòng máy tương thích
Máy in 3D FDM NEPTUNE 3
Chi tiết trên vật khi được in ra rất chân thực, máy thuận tiện lắp ghép lại với nhau trong thời hạn ngắn, bộ tinh chỉnh và điều khiển và tấm thiết kế xây dựng hoàn toàn có thể tháo rời. Máy in 3D FDM Neptune 3 nhẹ và hoàn toàn có thể chuyển rời thuận tiện .
Công nghệ in: FFF – FDM – LPD
Màn hình máy in: Màn hình cảm ứng
Hệ điều hành được hỗ trợ: Windows (7+), Mac OS X (10.7+)
Loại máy đùn: Máy đùn gián tiếp Bowden
Số lượng máy đùn: Đơn
Giao diện: USB – Kết nối, thẻ SD
Các định dạng được hỗ trợ (Slicer): STL, OBJ
Đường kính sợi: 1,75 mm
Nền tảng xây dựng: 220 x 220 x 280 mm
MÁY IN 3D CREALITY CR-10 SMART PRO
Máy hoàn toàn có thể in qua wifi hoặc thậm chí còn từ ứng dụng trong điện thoại cảm ứng, nó cũng đi kèm với một webcam để bạn hoàn toàn có thể xem bản in của mìnhMáy in khi in sẽ không phát ra nhiều tiếng động, những mẫu sản phẩm in thích mắt, đúng chuẩn, tùy vào vật bạn muốn sẽ tốn những thời hạn khác nhau để thành phẩm .
Camera HD đèn LED và Cloud thuận tiện cho giám sát mẫu in
Thiết kế mô-đun: 6 bước để lắp ráp trong 8 phút
WIFI tích hợp: In từ xa mọi lúc, mọi nơi
Auto Leveling thông minh 25 điểm: in ngay sau khi tự động cân bằng lần đầu
Màn hình cảm ứng 4,3 inch full-view .Trực quan và dễ quản lý và vận hành
Thiết kế supercar: Thiết kế kết hợp giữa thẩm mỹ và công nghệ
Đùn trực tiếp Sprite Tiêu thụ điện năng thấp: tiết kiệm năng lượng và điện năng một cách an toàn và không lo lắng
Dual Z + thanh kéo chéo kép. Đảm bảo in không thay đổi và đúng chuẩnThiết kế siêu yên tĩnh : bo mạch chủ / quạt tĩnh mịch, bộ cấp nguồn có độ ồn thấp
MÁY IB 3D Flashforge Creator 3
- Kích thước nhỏ gọn và vận hành ổn định
- Có thể chạy đồng thời 2 đầu phun vật liệu (dual extruder). Và cho phép in cùng lúc 2 vật liệu (màu sắc) khác nhau lên cùng một sản phẩm in 3D
- Cho phép người dùng in 3D mô hình trong phạm vi 22.5 x 14.5 x 14.5 cm
- Sử dụng các loại vật liệu in phổ biến như: ni-lon pha màu, sợi nhựa in ABS-PLA 1.75mm,
Địa chỉ đáng tin cậy để mua máy công nghệ in 3D FDM ở Tp. HCM
Các dòng máy in 3d trên đây đều có tại MEME3D với dòng sản phẩm uy tín và chất lượng hàng đầu.
Các mẫu sản phẩm MEME3D bán ra được kiểm tra bảo hành tại địa chỉ :Số 28 đường số 57 – TML, phường Thạnh Mỹ Lợi, TP. Quận Thủ Đức, TP.HCM – Điện thoại liên hệ : 0963033309 hoặc 0936879867Quy trình tiếp đón kiểm tra mẫu sản phẩm tại chỗ, có sự giám sát của người mua thỏa những điều kiện kèm theo sauNếu phát hiện lỗi : giải quyết và xử lý Bảo hànhNếu không phát hiện lỗi ngay : MEME3D sẽ giữ lại mẫu sản phẩm để gửi về hãng liên tục kiểm tra, thời hạn kiểm tra tối đa 15 – 30 ngày thao tác .Khách hàng khi mua hàng kiểm tra thật kỹ để được nhanh gọn khắc phục
Thời gian bảo hành
Thời gian tiếp nhận: 8h30 – 17h từ thứ 2 đến thứ 6, 8h30-12h thứ 7 ( trừ lễ tết ), quý khách vui lòng mang sản phẩm đến MEME3D để được bảo hành nhanh nhất, sau đó quý khách vui lòng xuất trình phiếu tiếp nhận lúc nhận sản phẩm trả bảo hành.
Lệ phí hoàn trả: phí hoàn trả sẽ hoàn toàn do MEME3D chi trả hoàn toàn nếu lỗi đó thuộc về công ty.
Thông Tin Liên Hệ:
0963033309 – 0936879867
[email protected] Đườn số 57 – TML, P. Thạnh Mỹ Lợi, Tp. Quận Thủ Đức, Hồ Chí Minh city .
