Chọn máy in 3D nào tốt: FDM, SLA hay SLS?

31/08/2020

Máy in 3D có nhiều tính năng thông minh giúp ích cho người dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Chính vì lẽ đó mà dòng sản phẩm này được nhiều người ưa chuộng. Vậy trên thị trường hiện nay có các loại máy in 3D nào? Và nên lựa chọn mua máy in 3D nào? Bài viết này sẽ chia sẻ cho các bạn Top 4 công nghệ in phổ biến nhất, để bạn dễ dàng có được sự lựa chọn của riêng mình.

Máy in công nghệ 3D Binder Jetting

Đây là loại máy in sử dụng chất liệu in 3D có dạng bột, bằng việc thực hiện phun chất kết dính bột vật liệu, chế tạo từng lớp vật thể. Các lớp vật liệu sau đó được kết dính để tạo nên hình dạng của vật thể được in.

Máy in công nghệ 3D Binder Jetting là một trong các loại máy in 3D chất lượng với đặc điểm nổi bật là giúp người dùng có thể tạo ra được những sản phẩm với kích thước lớn.

Quy trình thực hiện công nghệ

Con lăn sẽ bắt đầu chuyển động, đồng thời đẩy lớp bột vật liệu mỏng của lớp cắt đầu tiên phủ trên tấm để đỡ. Sau đó, chất lỏng kết dính được đầu phun phun lên lớp bột theo hình dạng của lớp cắt đầu tiên.

Sau quá trình phun, các hạt bột vật liệu được gắt kết với nhau rất chặt chẽ, từ đó trên đế tạo ra lớp cắt đầu tiên. Lúc này tấm đế sẽ hạ xuống sao cho bằng với bề dày của lớp cắt.

Lớp bột thứ 2 sẽ được con lăn phủ lên lớp bột đầu tiên. Phần chất lỏng kết dính có trong đầu phun tiếp tục hành trình di chuyển để thực hiện gắn kết theo hình dạng của lớp cắt thứ 2. Kết thúc quá trình này, lớp cắt thứ 2 đã được phủ lên lớp cắt thứ nhất.

Các công đoạn trên được lặp đi lặp lại cho đến khi hoàn thành tất cả các lớp. Từ đó sản phẩm in 3D rắn được tạo nên từ vật liệu bột gắn kết. Chỉ cần loại bỏ các phần bột rời sót lại trên vật phẩm in, bạn sẽ có được sản phẩm in 3D có hình dạng giống với thiết kế mẫu.

Công nghệ Binder Jetting khác biệt như thế nào so với các công nghệ in 3D khác?

In phun kết dính (Binder Jetting) là công nghệ in 3D duy nhất không sử dụng nhiệt trong quá trình chế tạo. Các kỹ thuật khác của công nghệ sản xuất bồi đắp đều cần dùng đến nhiệt để có thể kết dính các lớp in, do đó tránh được việc bị phồng méo chi tiết in do nhiệt không đều. Ngoài ra với công nghệ in phun kết dính (Binder Jetting), chi tiết chế tạo được hỗ trợ bằng bột tách lỏng trong hộp thao tác, do đó không yêu cầu phải sử dụng vật liệu hỗ trợ. Tốc độ của công nghệ in phút kết dính liên tục vượt xa hơn so với các kỹ thuật khác. Binder Jetting có khả năng in các chi tiết kích thước lớn và thường tiết kiệm chi phí sản xuất hơn rất nhiều so với phương pháp khác.

Ưu điểm

Binder Jetting chủ yếu phục vụ in cỡ lớn, do không bị ảnh hưởng bởi sự gia nhiệt, chi tiết sử dụng công nghệ Binder Jetting không sợ gia nhiệt không đều, dễ gây cong vênh
Vật liệu cho Binder Jetting thường rẻ hơn
Không cần sử dụng vật liệu hỗ trợ riêng. Lợi ích này cũng gần giống với công nghệ SLS

Nhược điểm

Chi tiết sản xuất có tính chất cơ học kém, dễ đứt gãy.
Không có đa dạng vật liệu để lựa chọn.

Máy in công nghệ 3D FDM

Đây là dòng máy in lâu đời nhất và phổ biến nhất vì mức giá phải chăng và dễ sử dụng. Các dòng máy sử dụng công nghệ 3D FDM có thể kể đến như: CreatBot, Delta, Prusa, Cube… Đây là những dòng máy dễ sử dụng và khá đơn giản.

Cấu tạo máy in công nghệ 3D FDM

Hệ thống điều khiển đầu đùn: Di chuyển đầu in theo hướng XY của bàn in.
Đầu đùn: Hoạt động theo file đã được người dùng cài đặt trước đó,
Sáp hoặc sợi nhựa dẻo: Đùn qua đầu phun nhỏ của đầu in được gia nhiệt.
Bàn in: Tùy mục đích sử dụng có thể nâng lên hoặc hạ xuống.

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm: Giá thành rẻ, dễ sửa chữa hoặc thay thế những chi tiết máy móc. Bên cạnh đó nó còn được sử dụng để in với số lượng lớn, tiết kiệm tối đa nguồn nguyên liệu. Công nghệ FDM hiện nay được dùng để sản xuất ra những sản phẩm có khả năng chịu lực tương đối tốt. Điểm nổi bật của công nghệ này đó chính là tốc độ tạo hình in 3D khá nhanh, vật liệu sử dụng thân thiện với môi trường, an toàn cho người sử dụng.
Nhược điểm: Độ chính xác của công nghệ FDM không được đánh giá cao. Ngoài ra nó không được ứng dụng trong việc lắp ghép hay chi tiết có yêu cầu cần chịu lực đồng đều, do tính chất của mẫu in FDM là chịu lực đẳng hướng (theo trục XY)

Vật liệu được sử dụng

Máy in công nghệ 3D FDM có kích thước đường kính vòi phun từ 0.25 đến 1mm. Vì vậy, các vật liệu bằng nhựa dẻo thường được ứng dụng để tạo ra các vật mẫu. Ngoài ra, người dùng cũng có thể tạo ra các sản phẩm với nhiều màu sắc khác nhau.

Ứng dụng

Máy in công nghệ 3D FDM được ứng dụng để tạo ra những mô hình làm sản phẩm mẫu/tạo mẫu nhanh
Dòng máy này còn được ứng dụng để sản xuất linh kiện, bộ phận cần độ cứng tương đối tốt, mà không yêu cầu cao về tính thẩm mĩ.
Vật liệu đa dạng, kể cả các vật liệu sinh học.

Hiện nay, để khắc phục tình trạng cơ tính đẳng hướng của FDM, hãng Markforged đã cho ra mắt sản phẩm máy in 3D sử dụng sợi liên tục. Sợi liên tục được gia cố bên trong sản phẩm in bằng sợi nhựa, giúp tăng cường độ cứng cũng như tính chất cơ tính của sản phẩm in, có thể in ra chi tiết có độ cứng gần tương đương nhôm. Xem thêm chi tiết tại đây.

Video:

Máy in công nghệ 3D SLA

Máy in công nghệ 3D SLA là một trong các loại máy in 3D chất lượng được nhiều người ưa chuộng. Dòng máy in này sử dụng ánh sáng UV để làm cho vật liệu nhựa lỏng đông đặc lại. Các sản phẩm khi ứng dụng công nghệ 3D SLA thường có độ chính xác và tính thẩm mỹ cao.

Cấu tạo máy in công nghệ 3D SLA

Dung dịch lỏng photopolymer chứa trong thùng là hỗn hợp của monome acrylic, photointiator và các oligome. Bàn in sẽ được nhúng trong nhựa lỏng, tùy nhu cầu sử dụng mà có thể nâng lên hoặc hạ xuống.
Hệ thống nguồn laser.
Hệ thấu kính, gương phản xạ.
Hệ thống dao gạt có chức năng gạt nhựa, đồng thời tạo nên lớp phủ đồng đều.

Linh kiện điều hòa được tạo mẫu thử bằng công nghệ in SLA của Uniontech

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm: SLA tạo ra những mô hình vật thể sắc nét, chi tiết và chính xác theo file dữ liệu. Bên cạnh đó, SLA có thể tạo ra những vật liệu nhựa chất lượng nhất, được ứng dụng một cách trực tiếp với độ phân giải và độ mịn cao. Công nghệ SLA có thể sản xuất được những chi tiết phức tạp.
Nhược điểm: Vật liệu in sử dụng cho công nghệ SLA có mức chi phí khá cao. Các sản phẩm ứng dụng công nghệ này khi tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời quá một khoảng thời gian dài sẽ ảnh hưởng đến độ bền.

Máy in công nghệ 3D SLS

Trong các công nghệ in 3D, SLS được biết đến là một trong các loại máy in 3D có độ chính xác cao. Đây là dòng máy có thể tạo ra những sản phẩm mẫu giống với vật liệu gốc về hóa và lý tính. Thông thường các sản phẩm được tạo ra từ công nghệ này được sử dụng trong các trường hợp cần sửa chữa, thay thế linh kiện không có sẵn hoặc dùng làm mẫu thử nghiệm chức năng.

Ưu điểm của SLS

Đây là phương pháp tốt cho việc tạo mẫu nhanh, thử nghiệm chức năng, không cần sử dụng vật liệu hỗ trợ. Máy in công nghệ 3D SLS tạo mẫu trong thời gian ngắn, độ phân giải của sản phẩm khá cao so với các công nghệ in 3D khác. Mặt khác dòng máy này còn giúp tiết kiệm chi phí, tăng tốc độ in vật thể.
Tốc độ in nhanh chóng: Máy in công nghệ 3D SLS có tốc độ in cao hơn các công nghệ khác từ 5 – 10 lần. Dòng máy này có thể in trong 1 lần với số lượng lớn, độ bền cao.
Chất lượng vật liệu tạo thành được đánh giá cao.

Nhược điểm

Máy in công nghệ SLS còn khá đắt tiền và không thân thiện với người dùng.
Công nghệ in SLS chưa phổ biến, vì thế việc tìm kiếm vật liệu, cũng như linh kiện thay thế sẽ khó hơn

Ứng dụng thực tiễn

Máy in công nghệ 3D SLS được sử dụng để chế tạo ra các sản phẩm có độ bền cao. Công nghệ này chuyên dùng để sản xuất các bộ phận không gian, bộ phận có bản lề, bộ phận chống cháy, thiết kế ô tô, mẫu đúc khuôn…

Như vậy chúng tôi đã chia sẻ cho các bạn các loại máy in 3D phổ biến trên thị trường hiện nay. Mỗi loại máy in 3D kể trên sẽ có những ưu và nhược điểm riêng, do đó bạn hãy tìm hiểu thật kỹ để lựa chọn được loại máy phù hợp với mục đích sử dụng nhất.

Hãy liên hệ với các kỹ sư của AIE để được tư vấn về giải pháp in 3D hiệu quả nhất với mục đích sử dụng của doanh nghiệp bạn.