Ứng dụng máy in 3D trong lĩnh vực cơ khí chính xác cao

Việc ứng dụng máy in 3D chính xác cao trong lĩnh vực cơ khí không chỉ tạo ra nhiều sản phẩm mẫu hiệu quả mà còn giúp cho các kỹ sư có thể kiểm tra dễ dàng các thiết kế của mình. Vậy chế tạo cơ khí chính xác là gì? Ứng dụng của công nghệ in 3D chính xác trong lĩnh vực cơ khí như thế nào? Câu trả lời sẽ có trong bài viết dưới đây.

Chế tạo cơ khí chính xác là gì?

Để tạo ra được các chi tiết cơ khí chính xác các kỹ sư phải thực hiện các thao tác như: cắt, gọt, phay, tiện, khoét…  trên vật liệu (nhựa, sắt, kính, gang, thép..). Hiện nay các chi tiết cơ khí chính xác từ kích thước nhỏ đến lớn, từ chi tiết đơn giản cho đến phức tạp được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất ô tô, xe máy, máy bay, chế tạo máy móc…

Khi công nghệ in 3D chính xác cao chưa xuất hiện trên thị trường, để có thể tạo ra được sản phẩm mẫu, các chi tiết cơ khí có thể được thực hiện bằng phương pháp thủ công. Ngoài ra, có thể áp dụng công nghệ gia công bằng máy CNC. Tuy nhiên việc làm thủ công không đạt độ chính xác cao và mất rất nhiều thời gian, công sức; và nếu như gia công bằng máy CNC cho độ chính xác gần như tuyệt đối nhưng lại rất mất thời gian trong việc cài đặt máy và phần mềm nếu như chỉ sản xuất đơn lẻ.

Ứng dụng công nghệ in 3D trong việc sản xuất cơ khí chính xác

Việc ứng dụng máy in 3D chính xác cao trong lĩnh vực cơ khí đã giúp cho các chi tiết, bộ phận được thực hiện một cách nhanh chóng, đơn giản hơn. Người dùng không cần phải thực hiện các bước gia công phức tạp mà vẫn có thể tạo ra được nhiều mẫu chi tiết cơ khí với độ chính xác gần như tuyệt đối.

Nhờ sử dụng công nghệ in 3D trong tạo mẫu trước khi chế tạo sản phẩm cuối cùng. Các nhà sản xuất có thể kiểm tra chất lượng trước khi sản xuất hàng loạt. Các công ty có thể thử nghiệm nhiều mẫu khác nhau và lựa chọn mẫu tối ưu nhất.

Ví dụ: General Motor sử dụng công nghệ thiêu kết laser SLS (Selective Laser Sintering) và công nghệ in 3D SLA (Stereolithography) để sản xuất hơn 20.000 các mẫu khác nhau. Công ty Dana kết hợp tạo mẫu nhanh và mô phỏng để nhanh chóng kiểm tra hình dáng và sự phù hợp của các mẫu thiết kế.

Trên thực tế, các nhà sản xuất ô tô hàng đầu thế giới đã đầu tư máy in 3D ngay khi chúng được thương mại hóa. Đó là thời điểm vào những năm 1980s. Việc tạo mẫu nhanh đóng một vai trò chủ đạo trong ngành công nghiệp chế tạo cơ khí. Sử dụng in 3D để tạo mẫu nhanh giúp tăng năng suất và rút ngắn chu kì phát triển sản phẩm.

Nhờ vậy mà các doanh nghiệp hay các kỹ sư có thể hiện thực hóa ý tưởng của mình, đồng thời kiểm tra các mẫu thiết kế một cách đơn giản.

Ngoài những ứng dụng ban đầu chỉ tập trung vào việc tạo mẫu nhanh. Ngày nay, các xưởng sản xuất cũng ứng dụng in 3D trong nhiều mảng khác nhau như:

• Lưu kho dữ liệu số: chỉ cần lưu lại các tệp thiết kế của chi tiết, khi nào cần sẽ sử dụng in 3D để chế tạo
• Chế tạo linh kiện cũ đã không còn sản xuất đại trà: Áp dụng đặc biệt với những dòng xe “cổ” – khó tìm linh kiện.
• Sản xuất công cụ, đồ gá theo yêu cầu: Sử dụng in 3D để sản xuất các công cụ yêu cầu độ chính xác cao, mà lại khó gia công, hoặc việc chờ đợi gia công là rất lãng phí.

Tìm hiểu thêm sản xuất công cụ đồ gá theo yêu cầu bằng máy in 3D composite

Tạo chi tiết cơ khí từ công nghệ in 3D

Theo thống kê, phương pháp gia công truyền thống có thể phải cắt gọt và bỏ đi tới 98% một phôi vật liệu để tạo ra sản phẩm sau cùng. Tuy nhiên với công nghệ in 3D hoàn toàn không xảy ra tình trạng này.

Công nghệ in 3D SLA bồi đắp từng lớp vật liệu, tạo sản phẩm có nhiều khe rãnh hay có hình dạng phức tạp từ những lớp vật liệu nhựa lỏng. Với công nghệ “bồi đắp” này, không phải “cắt gọt” nên sẽ gần như không có vật liệu thừa.

Công nghệ in 3D SLA mang đến những ưu việt cho người dùng như:

• Các chi tiết trên mẫu in cơ khí có độ chính xác cao, kể cả những chi tiết khe rãnh nhỏ, hình dạng đường cong cần độ phân giải tốt.
• Người dùng không mất nhiều thời gian chỉnh sửa đối với từng lần in.
• Không xuất hiện các vật liệu thừa.
• Bề mặt in được sắc nét, láng mịn giúp cho sản phẩm chế thử rất bắt mắt.
• Tiết kiệm chi phí, thời gian hơn so với việc áp dụng phương pháp thủ công.

Công nghệ in 3D kim loại SLM có thể in từ động cơ, các bộ phận truyền động đến khung gầm và thậm chí là khuôn lốp. Công nghệ in chính xác cao của SLM có thể chế tạo các chi tiết có rãnh cắt, lượn cong tròn hoặc các khoang rỗng, mà không thể xuất bằng các phương pháp thông thường. Các thành phần khi được in 3D và tối ưu, sẽ có trọng lượng nhẹ. Việc này không chỉ tiết kiệm hiệu quả nhiên liệu, mà còn có thể giảm chi phí lưu kho và xử lý trong chuỗi cung ứng.

Bài viết trên đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin xoay quanh in 3D trong chế tạo cơ khí chính xác và ứng dụng của in 3D trong lĩnh vực cơ khí để tạo ra các sản phẩm hoàn hảo. Hy vọng rằng bài viết đã mang đến cho bạn cái nhìn tổng quan hơn về công nghệ in 3D chính xác cao trong cơ khí!

Tìm hiểu: TOP 7 Phần Mềm Gia Công CNC Phay Tiện Tốt Nhất Trên Thị Trường