1

  Tin tức   Tin khoa học công nghệ

In 3D là gì ? Tổng quan về in 3D

Đăng lúc: Thứ năm - 13/02/2014 06:24 - Người đăng bài viết: admin
In 3D là gì ? Tổng quan về in 3D

In 3D là gì ? Tổng quan về in 3D

Bạn đã nghe nói về in ấn 3D từ các phát thanh viên và nhà báo, ngạc nhiên với những gì họ đã chứng kiến. Một máy gợi nhớ của Star Trek Replicator, một cái gì đó huyền diệu có thể tạo các đối tượng trong không khí mỏng. Nó có thể "in" trong nhựa, kim loại, nylon, và hơn một trăm vật liệu khác. Nó có thể được sử dụng để làm mô hình nhỏ vô nghĩa như Yoda, nhưng nó cũng có thể in mẫu sản xuất, các sản phẩm sử dụng cuối cùng, súng bán hợp pháp, các bộ phận động cơ máy bay và thậm chí cả các cơ quan của con người sử dụng các tế bào của một người.
Không tưởng? Vâng. Đúng không? Vâng. Ở đây bây giờ? Vâng.
Chúng ta đang sống trong một thời đại  là nhân chứng cho những gì nhiều người đang kêu gọi cuộc cách mạng công nghiệp thứ ba. In ấn 3D, chuyên nghiệp hơn gọi là sản xuất phụ gia, đưa chúng ta ra khỏi dây chuyền sản xuất hàng loạt kỷ nguyên Henry Ford, và sẽ đưa chúng ta đến một thực tế mới của tùy chỉnh trong một lần sản xuất.
Cần một phần cho máy giặt của bạn? Như bây giờ, bạn muốn đặt hàng từ thợ sửa của bạn đã được nó từ một nhà phân phối, người nhận nó được vận chuyển từ Trung Quốc, nơi họ sản xuất hàng loạt hàng ngàn người cùng một lúc, có thể đúc từ một khuôn rất tốn kém. Trong tương lai, bắt đầu mà đã được ở đây bây giờ, bạn sẽ chỉ đơn giản là in 3D   trong nhà của bạn, từ một tập tin CAD ​​bạn tải về. Nếu bạn không có máy in đúng, chỉ cần in nó ở fab địa phương của bạn.
http://www.3dprinter.net/wp-content/uploads/2012/03/autodesk-123d-sample.jpg
Máy in 3D sử dụng nhiều loại rất khác nhau của công nghệ sản xuất phụ gia, nhưng tất cả họ đều chia sẻ một điều cốt lõi chung: họ tạo ra một đối tượng ba chiều bằng cách xây dựng nó theo từng lớp kế tiếp, cho đến khi toàn bộ đối tượng được hoàn tất. Nó giống như in trong hai chiều trên một tờ giấy, nhưng với một chiều thứ ba thêm: trục Z.
Mỗi lớp in là một lát mỏng, ngang mặt cắt ngang của đối tượng cuối cùng. Hãy tưởng tượng một chiếc bánh nhiều lớp, với các thợ làm bánh đặt xuống từng lớp một tại một thời gian cho đến khi toàn bộ bánh được hình thành. In 3D là gần tương tự, nhưng chỉ cần thêm một chút chính xác hơn nướng3D.
Tiếp tục với chúng tôi và chúng tôi sẽ đi qua nhiều loại hình sản xuất phụ gia. Từ in ấn FDM, nơi mà một vật liệu được nấu chảy và ép đùn trong lớp, một kiểu khác, In ấn SLS in , nơi một chiếc giường của bột nguyên liệu như nylon hoặc titan là "kết dính" (cứng) từng lớp mỏng bên trong nó cho đến khi một mô hình được kéo ra khỏi nó. Đó là một thế giới hấp dẫn và nhanh chóng tiến mà sẽ thay đổi cuộc sống của chúng ta như chúng ta biết.
Nó bắt đầu với một tập tin kỹ thuật số
 Trong thế giới 2D, một tờ  giấy in từ một máy in đã được "thiết kế" trên máy tính trong một chương trình như Microsoft Word. Các tập tin - tài liệu Word - có chứa các hướng dẫn cho các máy in phải làm gì.
Trong thế giới 3D, một máy in 3D cũng cần phải có hướng dẫn để in. Nó cần một tập tin là tốt. Các tập tin – từ một thiết kế máy tính (CAD) tập tin - được tạo ra với việc sử dụng một chương trình mô hình 3D, hoặc từ đầu hoặc bắt đầu với một mô hình 3D được tạo ra bởi một máy quét 3D. Dù bằng cách nào, chương trình tạo ra một tập tin được gửi đến máy in 3D. Trên đường đi, phần mềm thiết kế lát vào hàng trăm, hoặc nhiều khả năng hàng ngàn, các lớp ngang. Các lớp sẽ được in một trên đỉnh khác cho đến khi đối tượng 3D được thực hiện.
In 3D và phụ gia sản xuất
In 3D là thuật ngữ phổ biến trong thời hạn sản xuất chính xác của "sản xuất phụ gia." Nhưng in 3D sẽ vẫn là hạn chế của sự lựa chọn, như những người thực sự sẽ chạy xung quanh nói những câu như, "Tôi sẽ đi sản xuất phụ gia cho iPhone mới. "Không, họ sẽ" in 3D "nó. Nó chỉ là âm thanh  phải không?
Vì vậy, sản xuất phụ gia? Một ngày nào đó sớm trong tương lai, mọi người sẽ nhìn lại và xem quy trình sản xuất hiện tại của chúng ta như chúng tôi, hôm nay ví dụ như rèn. Điều thú vị là nhiều quy trình sản xuất hiện nay thực sự rất giống với : rèn. ‘’ Sản xuất trừ ‘’
Sản xuất trừ dựa vào việc loại bỏ các nguyên liệu để tạo ra một cái gì đó. Thợ rèn rèn mòn kim loại nóng để tạo ra một sản phẩm. Hôm nay, một vết cắt máy CNC và khoan và nếu không loại bỏ các nguyên liệu từ một khối ban đầu lớn hơn của vật liệu để tạo ra một sản phẩm. Nó không hiệu quả và lãng phí. Kỹ thuật sản xuất khác rất nhiều nhưng tất cả đều cơ bản bớt nguyên liệu thành một sản phẩm.
Như bạn đã phỏng đoán, sản xuất chất phụ gia tạo ra một cái gì đó bằng cách thêm tài liệu cho các đối tượng. Một số ở đây, một số chỗ khác, và không có nơi nó không cần thiết. Không có chất thải. Rất hiệu quả. Bạn sẽ đọc về nhiều loại máy in 3D, nhưng không có vấn đề liên quan đến công nghệ, đó là chất phụ gia.
Nghe nói nhiều, bạn đã nhìn thấy hành động chưa ?
Chúng ta hãy xem một trong hành động. Trong video dưới đây Bre Petris, Giám đốc điều hành của Makerbot, thể hiện sự Replicator Makerbot 2. Máy in này sử dụng nung chảy lắng đọng vật liệu (FDM) 
Máy in 3D thương mại

Trong khi hầu hết mọi người vẫn chưa thậm chí nghe in 3D , quá trình này đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ. Các nhà sản xuất  đã sử dụng các máy in trong quá trình thiết kế để tạo ra nguyên mẫu cho sản xuất truyền thống. Nhưng cho đến những năm gần đây, các thiết bị này cho là đắt tiền và chậm chạp.Bây giờ, máy in 3D có thể nhanh chóng có được cho hàng chục ngàn đô la, và sẽ tiết kiệm các công ty nhiều lần số tiền đó trong quá trình tạo mẫu. Ví dụ, Nike sử dụng máy in 3D để tạo ra nguyên mẫu nhiều màu giày. Họ sử dụng để chi tiêu hàng ngàn đô la trên một mẫu thử nghiệm và chờ đợi nó. Bây giờ, chi phí là duy nhất trong hàng trăm đô la, và những thay đổi có thể được thực hiện ngay lập tức trên máy tính và các mẫu thử nghiệm được in lại trong cùng một ngày.
Một số công ty đang sử dụng máy in 3D  sản xuất ngắn hạn hoặc sản xuất tùy chỉnh, nơi các đối tượng in không phải là nguyên mẫu, nhưng các sản phẩm sử dụng cuối cùng là thực tế. Như tốc độ in ấn 3D đi lên và giá đi xuống, mọi người tìm kiếm ngày càng nhiều về điều này. Và mong đợi sẵn sàng hơn các sản phẩm cá nhân hoá.

Máy in 3D cá nhân
 
Máy in 3D đã được sự dụng cho các kỹ sư về điện tự lắp ráp các bản mạch và con chip nhưng nó vẫn xa lạ với người dùng cá nhân, nó lien quan đến thiết kế 3d autocad hay solid. Nhưng bạn không phải lo hiện nay có một số nhà sản xuất các file thiết kế 3d cho bạn, và bạn có thể chia sẻ lên mạng xã hội hay tùy chỉnh ở nhà, và một số sản phẩm có thể tạo ra tại nhà như : máy xay sinh tố, các vận dụng đơn giản, trò chơi cho trẻ em, đồ trang sức và các vật dụng thay thế khác….
http://www.3dprinter.net/wp-content/uploads/2012/03/huxley-reprap-3d-printer.jpg
Phương pháp in 3D
Máy in 3D thương mại đầu tiên (không được gọi là một máy in 3D trở lại sau đó) sử dụng phương pháp stereolithography (SLA).Phương pháp được phát minh vào năm 1986 bởi Charles Hull, cũng tại thời điểm thành lập công ty, hệ thống 3D. Một máy in 3D SLA hoạt động bằng cách tập trung một chùm ánh sáng cực tím tập trung lên bề mặt của một thùng chứa đầy nhựa photocurable lỏng. Các chùm tia laser cực tím rút ra mô hình 3D một lớp mỏng tại một thời điểm, liên  kết "lát" của mô hình 3D cuối cùng là ánh sáng chiếu nhựa. Slice đứng sau slice được tạo ra, với mỗi một liên kết với nhau,  tiếp theo bạn có một đầy đủ, độ phân giải cao  mô hình ba chiều nâng lên khỏi mặt vat. Nhựa chưa sử dụng là tái sử dụng cho các công việc tiếp theo.
Nung chẩy và lắng đọng mô hình hóa(FDM)
Cũng được phát minh vào cuối những năm 1980, Scott Crump, đã nung chảy lắng đọng Modeling (FDM) công nghệ. Với bằng sáng chế trong tay, ông và vợ ông thành lập Stratasys vào năm 1988. Với FDM, các đối tượng được sản xuất bằng cách đùn một dòng vật liệu dẻo nóng chảy để tạo thành lớp. Mỗi lớp ngăn xếp trên và hòa lẫn với lớp trước như là vật liệu cứng gần như ngay lập tức sau khi rời khỏi vòi phun. Nó là một trong những phương pháp in ấn 3D rẻ hơn. Hầu hết các máy in FDM in với nhựa ABS , cũng như PLA (polylactic acid), một polymer phân hủy sinh học, được sản xuất từ ​​vật liệu hữu cơ.
Thời hạn thực tế "nung chảy lắng đọng mô hình" và chữ viết tắt "FDM" được đăng ký nhãn hiệu của Stratasys. RepRap sử dụng một quá trình tương tự, nhưng đã gọi nó là "hợp nhất Filament chế tạo" (FFF), Với FFF, vật liệu được đưa qua dây tóc từ một ống chỉ của vật liệu.
Quá trình thiêu kết laser (SLS)
Hệ thống 3D thể hiện sự SinterStation Pro máy in SLS 3D
Những năm 1980 đã phát minh ra công nghệ lớn cho in ấn 3D. Không chỉ SLA và FDM phát minh và cấp bằng sáng chế sau đó, nhưng Quá trình thiêu kết Laser (SLS) củaCarl Deckard và các đồng nghiệp tại Đại học Texas ở Austin cũng được cấp bằng sang chế. SLS hoạt động tương tự như SLA, nhưng thay vì photopolymer lỏng trong một thùng, bạn sẽ tìm thấy vật liệu dạng bột, chẳng hạn như polystyrene, gốm sứ, thủy tinh, nylon, và các kim loại như sắt thép, titan, nhôm và bạc. Khi tia laser đánh bột, bột được hợp nhất tại thời điểm đó (thiêu kết). Tất cả bột không sử dụng có thể được sử dụng để in tiếp theo.
In phun ảnh Polime

Objet (được mua lại bởi Stratasys) đã phát triển công nghệ này: giống như một mực máy in phun tiền gửi truyền thống, một chất lỏng photopolymer được phun nước chính xác ra và sau đó cứng với một ánh sáng tia cực tím. Các lớp được xếp chồng lên nhau liên tục. Công nghệ này cho phép vật liệu khác nhau và màu sắc được kết hợp vào các bản in duy nhất, và ở độ phân giải cao.
Ống đùn

Hầu như bất kỳ chất liệu có độ nhớt kém có thể được sử dụng trong máy in 3D được trang bị máy đùn ống tiêm. Điều này bao gồm các vật liệu như đất sét, xi măng, silicon... Một số thực phẩm như sô cô la, lạnh và pho mát cũng có thể được in với các hệ thống này. Ống tiêm có thể hoặc không có thể cần phải được đun nóng, tùy thuộc vào chất liệu, sô cô la có thể cần phải được giữ ấm trong khi silicone có thể được giữ ở nhiệt độ phòng.

Phương pháp khác
 
Có nhiều biến thể khác của các công nghệ này. Ví dụ có chọn lọc Laser nóng chảy (SLM), mà là giống như SLS nhưng nó hoàn toàn tan bột thay vì chỉ nung chảy các hạt bột ở nhiệt độ thấp hơn. Điều này cũng tương tự như bằng tia điện tử nóng chảy (EBM) trong đó sử dụng một chùm tia điện tử thay vì tia laser cực tím. Và sau đó là một công nghệ hoàn toàn khác nhau được gọi là nhiều lớp đối tượng sản xuất (LOM), trong đó lớp giấy dính bọc, nhựa hoặc kim loại cán mỏng liên tục được dán lại với nhau và cắt thành hình với một con dao hoặc máy cắt laser.

In 3D là một trò chơi thay đổi

In 3D các bộ phận và toàn bộ sản phẩm, bất cứ nơi nào trên thế giới, là một thay đổi cuộc chơi. Nhưng nó không dừng lại ở đó. In 3D sẽ ảnh hưởng đến hầu như mọi khía cạnh của ngành công nghiệp và cuộc sống cá nhân của chúng tôi.
Thuốc sẽ mãi mãi  được thay đổi như in sinh học thực sự  giúp cho con người có thể thử được cho dược phẩm và một số bộ phận cơ thể con người.
Kiến trúc và xây dựng đang thay đổi nhanh tróng. Bây giờ, các mô hình 3D in các bản vẽ kiến trúc phức tạp được tạo ra một cách nhanh chóng và không tốn kém, chứ không phải là quá trình tốn kém và mất thời gian của mô hình chế biến thủ công . Và thử nghiệm, máy in 3D khổng lồ được in kết cấu bê tông, với mục tiêu tạo ra toàn bộ tòa nhà với một máy in 3D.
Nghệ thuật là thay đổi liên tục. Các nghệ sĩ kỹ thuật số được tạo ra tác phẩm tuyệt vời mà gần như không thể thực hiện được bằng phương pháp truyền thống. Từ tác phẩm điêu khắc đến thiết bị chiếu sáng, các đối tượng đẹp không còn phải được làm thủ công, chỉ được thiết kế trên máy tính.
Và có những phát triển nơi mà bạn ít ngờ: ví dụ, các nhà khảo cổ có thể quét 3D hiện vật vô giá và tinh tế, và sau đó in các bản sao của họ để họ có thể xử lý chúng mà không sợ bị vỡ. Bản sao có thể dễ dàng thực hiện và phân phối cho các cơ sở nghiên cứu khác hoặc bảo tàng. Nó đã được sử dụng để tạo ra  đầy đủ kích thước của xác ướp Vua Tutankhamun và sửa chữa tác phẩm điêu khắc của Rodin,

Tương lai của in 3D

Đây là một công nghệ đột phá với bước nhẩy khổng lồ, với các hiệu ứng sử dụng năng lượng, chất thải, tuỳ biến, sản phẩm sẵn có, nghệ thuật, y học, xây dựng, khoa học, và sản xuất tự nhiên. Nó sẽ thay đổi thế giới . Trước khi bạn biết điều đó.
 
 
Tác giả bài viết: Hoàng Diệp
Nguồn tin: 3D printing
Đánh giá bài viết
Tổng số điểm của bài viết là: 4 trong 1 đánh giá
Click để đánh giá bài viết

Những tin mới hơn

Ý kiến bạn đọc

Avata
Công ty Vtech - Đăng lúc: 13/02/2014 20:26
Không thấy hiện Video chi tiết
 

Tin Tức

Sản phẩm VIP