SlideShare a Scribd company logo
1 of 50
Download to read offline
Chương 1: Giới thiệu công nghệ in3D
Giới thiệu
In 3D là hiện thực hóa các ý tưởng mà tất cả chúng ta đều muốn tự mình thực hiện.
Chúng ta có thể không có ô tô bay hoặc robot giúp việc nhà, nhưng chúng ta có thể sử
dụng thiết bị gần như huyền diệu có thể làm cho các ý tưởng của chúng ta trở thành
hiện thực. Cách đây không lâu, một thiết bị như vậy được coi là xa vời, cứ ngỡ chỉ có
trong khoa học viễn tưởng.
Tôi không hài lòng khi in những ý tưởng tại nơi làm việc với máy in có sẵn, vì vậy tôi
đã mua một máy in 3D. Đột nhiên, tôi có thể in bất cứ thứ gì tôi muốn bất cứ lúc nào.
Nếu một số ý tưởng đột nhiên xuất hiện, tôi có thể thiết kế nó và in nó chỉ trong vài
giờ. Thật tuyệt vời khi có thể tạo ra bất cứ điều gì mình có thể tưởng tượng.
Và đó là những gì in 3D có thể làm cho bạn. Cảm giác tự hào bạn nhận được khi bản
in đầu tiên của bạn được hoàn thành. Nụ cười trên khuôn mặt khi lần đầu tiên bạn
nhìn thấy một trong những thiết kế của riêng bạn được thực hiện. Nếu bạn đang tìm
cách thể hiện sự sáng tạo của mình, in 3D là câu trả lời. Cuốn sách này sẽ giúp bạn
thông qua các phần trong cuốn sách.
ĐỊNH NGHĨA
Ngành in 3D có đầy đủ các thuật ngữ kỹ thuật và các từ có thể có ý nghĩa riêng trong
in 3D. Các sidebar bao gồm các từ bạn không quen thuộc hoặc có nghĩa chuyên dùng
trong in 3D.
Ghi chú
Mặc dù máy in 3D hiện là sản phẩm tiêu dùng an toàn khi dùng tại nhà nhưng chúng
vẫn có thể làm bạn bị thương. Do đó, hãy chú ý đến các thanh sidebar cảnh báo, chúng
cung cấp cho bạn thông tin an toàn và giúp bạn tránh vô tình làm hỏng máy in 3D của
mình.
Mẹo nhỏ
Những lời khuyên này giúp bạn giải quyết các vấn đề nhanh hơn. Được đúc kết từ
những lỗi tác giả đã gặp.
FASCINATING FACT
Tôi không thể đưa hết những thông tin thú vị vào phần chính của văn bản. Kiểm tra
những điều này cho các thông tin thú vị, lịch sử và các thông tin khác liên quan đến in
3D.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Tải tài liệu
Gần đây bạn đã đăng nhập vào idiotsguides.com chưa? Nếu bạn chưa có tài khoản,
hãy đăng ký tài khoản ngay bây giờ! Chúng tôi đã lưu các tệp mô hình in 3D mà bạn
cần cho các dự án trong Phần 3 ở đó. Trỏ trình duyệt của bạn tới
idiotsguides.com/3dprinting và tải về.
PHẦN 1 In 3D là gì?
Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về lịch sử in 3D, bao gồm cả cách nó được phát
minh ra và cách nó bước vào thị trường tiêu dùng. Chúng ta cũng tìm hiểu về các loại
công nghệ in 3D khác nhau có sẵn, ưu và nhược điểm của từng loại.
Phần này cũng bao gồm các nguyên tắc hoạt động để in 3D. Ngoài cách nó hoạt động,
tôi đi qua phương pháp tạo mẫu và sản xuất khác. Điều này bao gồm cách in 3D được
sử dụng trong các doanh nghiệp và cho cá nhân.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
CHƯƠNG 1 Mục tiêu in 3D
Nội dung chính của chương này
 Tại sao các doanh nghiệp đầu tư vào máy in 3D
 Bạn có thể làm gì với in 3D
 Quan niệm sai lầm phổ biến về in 3D
Cách đây không lâu, in 3D là một công nghệ không rõ ràng sử dụng để tạo ra các mẫu
trong một số ngành công nghiệp cụ thể. Nhưng trong vài thập kỷ gần đây, in 3D đã trở
thành một công nghệ phải có trong các công ty kỹ thuật, và thậm chí gần đây hơn là
một thiết bị tiêu dùng hữu ích.
Nhưng tại sao in 3D trở thành một thiết bị không thể thiếu trong các doanh nghiệp?
Máy in 3D có lợi thế gì cho người tiêu dùng và người yêu thích nó? Trong chương
này, chúng ta xem xét lý do tại sao in 3D đang trở nên phổ biến, những gì nó có thể
làm cho bạn, và những hạn chế của nó.
Dành cho doanh nghiệp
Theo tôi, In 3D là một giấc mơ cho một đội ngũ kỹ thuật. Một công nghệ chỉ có trong
tưởng tượng ở vài thập kỷ trước, ngày nay nó mang lại cho các công ty khả năng hiện
thực hóa ý tưởng một cách nhanh chóng, hiệu quả, dễ dàng và không tốn kém.
Mục đích ban đầu của in 3D là tạo ra vật mẫu cho kỹ sư. Điều này cho phép họ nhanh
chóng kiểm tra ý tưởng trước khi chuyển sang sản xuất và đưa ra thị trường. Gần đây,
một số công ty thậm chí còn bắt đầu sử dụng in 3D để sản xuất các chi tiết của sản
phẩm. Cả hai cách sử dụng đều rất phổ biến và đều mang lại lợi ích cho các doanh
nghiệp theo một số cách.
Tạo vật mẫu nhanh
Tạo mẫu nhanh là tạo ra mẫu thử cho các công đoạn tạo ra sản phẩm. Vật mẫu cơ bản
là chi tiết thử nghiệm và hữu ích trong quá trình phát triển sản phẩm mới (hoặc khi
sửa chữa một sản phẩm hiện có). Vật mẫu được thiết kế để thử nghiệm tùy thuộc vào
kỹ sư, nhưng nó thường được sử dụng để kiểm tra những điều sau:
 Làm thế nào các chi tiết khớp với nhau trong một sản phẩm hoàn chỉnh
 Khả năng chịu lực của các chi tiết
 Tuân thủ quy định
Khi một sản phẩm mới đang được phát triển, hiếm khi một thiết kế duy nhất được giữ
cho đến khi sản xuất. Thông thường, một số ít các thiết kế tiềm năng được kiểm tra và
bất kỳ thiết kế nào được chọn để sản xuất sẽ được phát triển khá nhiều trong suốt quá
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
trình thiết kế. Phần lớn các thử nghiệm của các thiết kế này được thực hiện thông qua
mô phỏng với phần mềm thiết kế hỗ trợ trên máy tính (CAD), nhưng hầu như luôn cần
phải có vật mẫu thực tế để làm việc trong quá trình này.
ĐỊNH NGHĨA
Phần mềm thiết kế hỗ trợ trên máy tính (CAD) là một loại chương trình máy tính được
sử dụng bởi kỹ sư và nhà thiết kế phát triển sản phẩm bằng mô hình 3D hoặc bản vẽ
2D. Trước phần mềm CAD, các bản vẽ được vẽ bởi các nhà soạn thảo để sản xuất.
Giờ đây, phần mềm CAD có thể đưa các mô hình trực tiếp sang máy in 3D (xem
Chương 15 để biết thêm về CAD).
Phần mềm CAD được sử dụng để tạo mô hình 3D.
Đó là nơi tạo mẫu nhanh, và đặc biệt dùng để in 3D. Khi thiết kế một sản phẩm, các
kỹ sư có thể in 3D thiết kế và kiểm tra nó. Trước đây, tạo vật mẫu khá tốn kém và
thường yêu cầu gia công từ các công ty chuyên sản xuất các vật mẫu này bằng các
phương pháp truyền thống như gia công, hàn, đúc cát và các quy trình tốn kém khác.
Bây giờ, đội ngũ kỹ thuật chỉ cần một máy in 3D trong văn phòng của họ là họ có thể
in một vật mẫu trong vài giờ và với chi phí tương đối thấp.
Ngoài việc kiểm tra tính năng của chi tiết, vật mẫu cũng có ích cho thử nghiệm người
dùng, đề xuất thiết kế và quảng cáo. Khi một sản phẩm mới đang trong giai đoạn phát
triển ban đầu, nó không phải lúc nào cũng có nguồn tài trợ cho toàn bộ quá trình thiết
kế. Dự án tài trợ (từ nội bộ công ty hoặc từ các nhà đầu tư bên ngoài) thường phụ
thuộc vào bản thiết kế, về bản chất là đề xuất thiết kế sản phẩm.
Đề xuất thiết kế có thể là giải thích đơn giản về ý tưởng với vật mẫu hoạt động hoàn
chỉnh. In 3D có thể làm tăng tốc quá trình này và giúp giảm chi phí quá trình này. Do
đó, vật mẫu gần đây đã trở thành một điều cần thiết để đảm bảo nguồn tài trợ bên
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
ngoài thông qua crowdsourcing. Những nhà đầu tư muốn thấy một thiết kế có thể hoạt
động trước khi họ đầu tư, và vật mẫu in 3D là cách rẻ nhất để thể hiện điều đó.
Chế tạo
Tạo vật mẫu nhanh chắc chắn là cách sử dụng phổ biến nhất của in 3D, nó bắt đầu trở
thành một phương pháp khả thi của sản xuất thực tế. Theo truyền thống, ép khuôn là
phương pháp phổ biến nhất trong sản xuất các bộ phận bằng nhựa. Trong sản xuất
hàng loạt, ép khuôn có thể sản xuất các bộ phận chất lượng cao rất nhanh và ít tốn
kém.
Ép khuôn là một quá trình khá đơn giản: nhựa nóng chảy được đưa vào một khuôn
kim loại hai mảnh (hoặc nhiều hơn) và làm mát, sau đó khuôn được làm ấm và phần
nhựa được lấy ra. Trong một quy trình sản xuất, quá trình đó có thể xảy ra rất nhanh
và một chi tiết mới có thể được thực hiện trong vài giây. Mỗi chi tiết được tạo ra có
giá thành khá rẻ, vì nhựa tạo ra chi tiết ở dạng thô khá là rẻ.
Tuy nhiên, ép khuôn có một nhược điểm quan trọng: chi phí của dụng cụ. Mỗi chi tiết
riêng lẻ đều cần khuôn riêng và có thể rất tốn kém. Khuôn thường được làm từ thép
hoặc nhôm và yêu cầu gia công chính xác. Làm khuôn là một nhiệm vụ chuyên biệt,
và khuôn mẫu khoảng hàng ngàn đô la và thường đến hàng chục ngàn đô la.
FASCINATING FACT
Aleph Objects, nhà sản xuất máy in 3D có trụ sở tại Loveland, Colorado, sử dụng máy
in 3D của riêng mình để sản xuất một số bộ phận để chế tạo máy in mới. “Cụm” máy
in 3D này được sử dụng cho sản xuất lớn nhất trên thế giới, bao gồm 135 máy in 3D.
Đó là nơi in 3D đã bắt đầu bước vào thế giới thị trường. Với in 3D, bạn có thể in bất
cứ chi tiết nào bạn cần tại một thời điểm nhất định. Bạn có thể in một chi tiết hoặc một
trăm chi tiết, và giácho mỗi chi tiết sẽ giống nhau. Điều này có nghĩa là bạn có thể sản
xuất với số lượng nhỏ mà không phải chịu chi phí lớn. Có thể còn có giá trị hơn nữa là
khả năng thay đổi thiết kế khi đang hoạt động. Bạn có thể thiết kế lại một chi tiết và
ngay lập tức bắt đầu sản xuất thiết kế mới mà không cần phải mua một khuôn mới, có
nghĩa là sản phẩm của bạn có thể phát triển trong thời gian thực khi bạn cải thiện thiết
kế.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
w
w
w
.advancecad.edu.vn
Cụm 135 máy in 3D được sử dụng để sản xuất tại Aleph Objects.
(Ảnh của Aleph Objects)
Tất nhiên, in 3D trong một hệ thống sản xuất không có nhược điểm, điều đó giúp áp
dụng in 3D rộng rãi. Nếu một chi tiết được sản xuất với số lượng lớn, nó sẽ rẻ hơn khi
sử dụng khuôn đúc (chi phí của khuôn mẫu rẻ). Đó là bởi vì nguyên liệu thô để ép
khuôn rẻ hơn in 3D. Quan trọng hơn cả trong sản xuất hàng loạt là thời gian — một
chi tiết được đúc có thể tốn vài giây để tạo ra, trong khi in 3D có thể dễ dàng mất hàng
giờ.
Để có thể theo kịp máy ép khuôn, nhiều máy in 3D sẽ phải được chạy đồng thời. Vì
vậy, ép khuôn vẫn là lựa chọn tốt nhất khi các chi tiết cần được sản xuất với số lượng
lớn. Nhưng đối với số lượng nhỏ hoặc thiết kế cần được cập nhật thường xuyên, in 3D
đang trở thành một lựa chọn hấp dẫn.
Đối với người yêu thích
Các vật mẫu in 3D trong các công ty đều cho chất lượng tốt, nhưng điều thực sự thú vị
là in 3D cho người yêu thích tại nhà! Chỉ trong một vài thập kỷ, máy in 3D đã đi từ
quá đắt để mua cho hầu hết các công ty đến giá đủ rẻ để bạn có thể mua và sử dụng tại
nhà. Nhưng tại sao bạn muốn một cái trong nhà của bạn? Bạn có thể làm gì với nó?
Mục đích của nhà sản xuất
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Ý tưởng làm máy in 3D là để mang lại niềm vui và khả năng thực hiện các ý tưởng đã
đạt được sự nổi tiếng to lớn gần đây, nhưng động cơ cơ bản là ý tưởng là một phần
không thể tách rời của con người. Tất cả chúng ta đều có sự thôi thúc để tạo ra một cái
gì đó (tất nhiên với các mức độ khác nhau), và mục đích của nhà sản xuất là xây dựng
một thương hiệu hiện đại – một cách để xác định những người cùng chí hướng và hình
thành một cộng đồng.
In 3D là một yếu tố quan trọng trong cộng đồng nhà sản xuất đang phát triển. Các hoạt
động sản xuất truyền thống bao gồm những thứ như làm ra sản phẩm bằng gỗ và bằng
kim loại. Đó là những vật liệu cần kỹ thuật, kiên nhẫn, thời gian và tiền bạc. Nhưng in
3D cho phép bạn tạo các chi tiết tương tự một cách nhanh chóng và tương đối dễ
dàng. Nó trở thành một nhiệm vụ khá đơn giản lấy ý tưởng của bạn và biến chúng
thành hiện thực.
Mục đích của nhà sản xuất là tạo ra mọi thứ. Nó sử dụng bất kỳ công cụ nào bạn có
sẵn một cách sáng tạo để phát minh và xây dựng những thứ mà bạn quan tâm. Cũng
giống như cách trước đây mọi người đã sử dụng cưa tay, búa và móng tay để làm một
chiếc lồng chim, bạn có thể sử dụng máy in 3D để làm bất cứ điều gì bạn có thể tưởng
tượng. Robot, khung điện tử và sáng tạo nghệ thuật đều có thể, cùng với bất kỳ thứ gì
khác mà bạn quan tâm.
Một công cụ trong danh sách đồ nghề của bạn
Theo định nghĩa, máy in 3D chỉ là một công cụ. Nếu bạn muốn đóng đinh, bạn sử
dụng một cái búa. Nếu bạn muốn cắt một miếng gỗ, bạn dùng cưa. Và nếu bạn muốn
tạo một chi tiết bằng nhựa, bạn sử dụng máy in 3D. Điều quan trọng là phải nghĩ một
máy in 3D giống như bất kỳ công cụ nào khác — một công cụ rất linh hoạt, nhưng
vẫn là một công cụ.
MẸO NHỎ
Đảm bảo sử dụng in 3D ở đúng trường hợp cần thiết. Việc in 3D toàn bộ bàn cà phê là
không thực tế, nhưng bạn chắc chắn có thể sử dụng máy in 3D của mình để tạo khung,
ngăn kéo, chân và các phần khác. Giống như bất kỳ công cụ nào khác, máy in 3D có
thể sử dụng rất linh hoạt và một số chi tiết sẽ được xử lý tốt hơn bởi một công cụ
khác.
Như mọi khi, tốt nhất là sử dụng đúng công cụ cho từng việc. Có thể cắt một ống kim
loại bằng cưa gỗ, nhưng đó không phải là ý hay. Máy in 3D không phải là ngoại lệ –
chúng có thể làm được rất nhiều, nhưng chúng không phải là công cụ vạn năng. Khi
bạn lần đầu tiên bắt đầu in 3D, bạn sẽ bị cám dỗ để thử và sử dụng nó cho mọi thứ.
Một cái lồng chim? In 3D nó! Một bàn cà phê? In các mảnh và lắp ráp chúng lại với
nhau! Nhưng bạn sẽ nhanh chóng phát hiện rằng máy in 3D không phải là giải pháp
cho mọi vấn đề.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Máy in 3D cực kỳ linh hoạt. Đó là lý do tại sao nó là một công cụ mang tính cách
mạng. Bạn có thể sử dụng chúng để in tất cả mọi thứ từ những thứ như bút chì đến
thay thế phụ tùng cho chiếc xe của bạn. Đây là điều làm cho việc in 3D trở nên thú vị:
nếu nó vừa với máy in và nó được làm bằng nhựa, bạn có thể làm nó! Chắc chắn, máy
in 3D không phải là giải pháp cho mọi vấn đề, nhưng chúng là một trong những công
cụ hữu ích nhất từng được phát minh.
Quan niệm sai lầm phổ biến
Về bản chất, mục tiêu của in 3D (từ doanh nghiệp đến người tiêu dùng) là để có thể
nhanh chóng và dễ dàng tạo ra các sản phẩm với một thiết bị duy nhất, các máy in 3D
ngày nay hoàn thành công việc đó.
In 3D là một công nghệ rất mới đối với người tiêu dùng, nó rất phức tạp và nó vẫn khá
thử nghiệm. Nó có phần gợi nhớ đến những ngày đầu của Internet, khi hầu hết mọi
người vẫn không biết phải sử dụng như thế nào. Có một số nhược điểm khi ứng dụng
vào thế giới thực khiến chúng trở thành những thiết bị thần kỳ như trong khoa học
viễn tưởng và truyền thông phổ biến.
Tài liệu bạn có thể sử dụng
Có lẽ những quan niệm sai lầm phổ biến nhất liên quan đến vật liệu. Công nghệ in 3D
đã đi một chặng đường dài và có nhiều tài liệu có sẵn đi kèm hướng dẫn in. Đối với
máy in tiêu dùng, vật liệu được sử dụng là nhựa. In 3D kim loại không được sử dụng
trong máy in tiêu dùng. Các vật liệu như kim loại, gốm sứ và các vật liệu khác có thể
sử dụng được trên các máy in 3D chuyên nghiệp nhưng cực kỳ tốn kém.
Điều này chủ yếu là vì công nghệ cần thiết để in bằng kim loại hoặc gốm sứ phức tạp
hơn nhiều so với máy in 3D của người tiêu dùng. Máy in 3D tiêu dùng sử dụng mô
hình hợp nhất (FDM) hoặc công nghệ chế tạo sợi hợp nhất (FFF), không tốn kém
(xem Chương 2). Nhưng để in kim loại cần sử dụng một quá trình đắt tiền và phức tạp
như khắc laser chọn lọc (SLS) là bắt buộc. Máy in 3D SLS sử dụng laser công suất
cao để làm chảy bột kim loại, và như bạn có thể hình dung, những thứ đó không hề rẻ.
Vì vậy, hiện nay, máy in tiêu dùng chỉ để in nhựa.
Một Replicator trong mỗi nhà
Một chủ đề phổ biến trong các bài báo về in 3D là ý tưởng về một bản sao cho mọi
nhà. Đó là tương lai đẹp như tranh vẽ từ nền văn hóa nổi tiếng của thập niên 60 và 70:
một thiết bị ngay lập tức tạo ra bất cứ thứ gì bạn cần chỉ cần nhấn nút.
Một số sự thật ấn tượng
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Người sao chép lần đầu tiên được giới thiệu trong Star Trek: The Original Series (và
chính thức được đặt tên trong Star Trek: Thế hệ tiếp theo) như một thiết bị có thể tái
chế rác, chất thải, tổng hợp thức ăn và những thứ hữu ích khác. Ý tưởng này rất giống
với in 3D mà một dòng máy in 3D phổ biến được MakerBot tạo ra thậm chí còn sử
dụng tên bản sao cho một số kiểu máy của họ.
Các thiết lập rất đơn giản: bạn đang ở trong bếp nấu bữa ăn tối, đột nhiên thìa của bạn
bị vỡ. Bữa tối của bạn đang bắt đầu cháy và bạn không có thời gian để lái xe đến cửa
hàng và mua một chiếc thìa mới. Không phải lo lắng, bạn có máy in 3D! Bạn chạy
qua, nhấn một hoặc hai nút, và trong vài phút bạn có một chiếc thìa mới.
Đã giải quyết được vấn đề! Đây là điều được tưởng tượng bởi các phương tiện truyền
thông và những người không quen thuộc với in 3D.
Thật không may, thực tế không hoàn toàn đáp ứng được những kỳ vọng được đặt ra
như từ câu chuyện trên. Các nhà phát triển máy in 3D chắc chắn sẽ thích có thể sản
xuất một sản phẩm như vậy, nhưng nó không khả thi.
Bữa ăn tối thất bại của bạn sẽ có một chút khác biệt trong cuộc sống thực ngày hôm
nay: thìa của bạn bị vỡ, và bữa tối sắp cháy. Bạn tới chỗ máy in 3D của mình để được
trợ giúp. Nhưng trước khi bạn có thể bắt đầu in cái thìa mới đó, bạn phải tìm một tệp
3D để in. Sau khi tìm kiếm một vài phút trực tuyến, bạn may mắn và tìm thấy (tiết
kiệm thời gian thiết kế một mô hình 3D). Bây giờ tất cả những gì bạn phải làm là tải
tệp, làm nóng máy in, bắt đầu in và chờ một hoặc hai giờ để in. Tất nhiên, vào thời
điểm đó, bữa tối của bạn đã bị cháy rồi.
Như bạn có thể thấy, tuyệt vời và linh hoạt như máy in 3D, chúng vẫn có hạn chế của
mình (trong đó có rất nhiều hạn chế).
Thời gian hoạt động
Thời gian in một cái gì đó cũng là một chủ đề rất phổ biến. In 3D thường rất nhanh
(thậm chí tôi đã nói trước đó trong chương này). Nhưng điều quan trọng cần lưu ý là
điều đó chỉ để so sánh với các phương pháp sản xuất truyền thống. Ngay cả những bản
in nhỏ nhất cũng sẽ mất vài phút. Các bản in lớn hơn trên máy in 3D của người tiêu
dùng có thể mất một ngày và có thể một bản in mất vài ngày. Vì vậy, không thể in ra
các bộ phận ngay lập tức; nó thường mất một khoảng thời gian khá lâu.
GHI CHÚ
Máy in 3D có các bộ phận rất nóng và có thể là một mối nguy hiểm đáng kể. Một máy
in 3D thường không được giám sát kỹ, vì vậy hãy tuân thủ các biện pháp phòng chống
an toàn cháy nổ thích hợp khi in với nó.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Những gì nó có thể in
Máy in 3D thường được nhắc đến có khả năng in mọi thứ. Nhưng có một số cảnh báo
khi nói đến hình dạng bạn thực sự có thể in. Các mũi nhọn là kẻ thù lớn nhất ở đây.
Mũi nhọn là khối hình học không có vật liệu hỗ trợ trực tiếp bên dưới. Điều này có thể
được khắc phục bằng tài liệu hỗ trợ, mà tôi sẽ hướng dẫn kỹ hơn trong các chương
sau, nhưng bạn nên biết thực tế là in 3D có những thách thức thiết kế riêng của nó.
Một lĩnh vực khác mà máy in 3D (đặc biệt là máy in 3D của người tiêu dùng) gặp khó
khăn là in các chi tiết nhỏ với các chi tiết đẹp. Chúng bị giới hạn bởi kích thước của
sợi được ép đùn (hoặc đẩy ra) từ đầu đùn, và các chi tiết đẹp có xu hướng bị lỗi khi sử
dụng các kích thước đầu đùn thông thường. Máy in 3D chuyên nghiệp sử dụng công
nghệ đắt tiền hơn có khả năng tạo ra các chi tiết đáng kinh ngạc, nhưng máy in 3D của
người tiêu dùng vẫn còn khá hạn chế.
Mặt ngoài của sản phẩm
Quá trình cuối cùng của chi tiế in là một trong những hạn chế rõ ràng nhất của in 3D.
Bởi vì bản chất của quá trình (về cơ bản là xếp các lớp nhựa), hoàn thiện bề mặt
thường khá kém. Ngay cả trên các cài đặt chất lượng cao nhất, bạn vẫn sẽ bị một loạt
các đường nhỏ nhô ra. Nó hầu như không thể có được một mặt ngoài thực sự trơn
nhẵn từ máy in 3D của người tiêu dùng. Mọi người tốn rất nhiều công sức để giảm
thiểu điều này và cải thiện bề mặt, và có một số kỹ thuật postprint bạn có thể sử dụng
để làm mịn nó. Nhưng đừng mong đợi có được một chi tiết đẹp, mượt mà từ máy in.
Ngay cả với các thiết lập chất lượng cao, các đường lỗi vẫn xuất hiện trên mô hình.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
w
w
w
.advancecad.edu.vn
Tuy nhiên, bạn không nên quá thất vọng với tất cả điều này. Đây là tất cả những hạn
chế khá nhỏ, và chỉ là một phần của in 3D. Có nhiều cách để khắc phục hầu hết các lỗi
trên, và rất nhiều công việc đang được thực hiện để vượt qua những thách thức này.
Bạn cần biết
Máy in 3D ban đầu phổ biến cho việc tạo mẫu nhanh, vẫn là cách sử dụng phổ biến
nhất hiện nay.
Sản xuất với máy in 3D là một lựa chọn khả thi cho sản xuất quy mô nhỏ nhưng vẫn
không thực tế cho sản xuất hàng loạt.
Mục đích của nhà sản xuất đã được thúc đẩy bởi in 3D và sự sáng tạo mà nó cung cấp.
Có thể sản xuất bất cứ thứ gì từ nhà của bạn là một ý tưởng thú vị, nhưng nó không
thực tế.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Chương 2: Lịch sử và tương lai của in 3D
Nội dung chính
 Sự phát triển và lịch sử của in 3D
 Dự án RepRap tăng tốc phát triển như thế nào
 Dự đoán tương lai gần với máy in 3D của người tiêu dùng
Nếu bạn muốn tìm hiểu điều gì đó, bạn nên bắt đầu bằng cách tìm hiểu lịch sử của nó.
Thật khó để thực sự hiểu cách một chiếc xe hoạt động, nếu bạn không biết động cơ
đốt trong đã được phát triển như thế nào. Máy in 3D cũng không ngoại lệ, chúng có
lịch sử phong phú.
Trong chương này, tôi trình bày lịch sử in 3D và những ảnh hưởng trong sự tiến hóa
của nó đối với bạn ngay bây giờ và trong tương lai.
Lịch sử in 3D
In 3D vừa ra mắt công chúng vài năm qua với những chiếu máy in 3D dành cho người
tiêu dùng. Nhưng in 3D thực sự đã tồn tại trong nhiều thập niên trong thế giới công
nghiệp. In 3D đã cách mạng hóa cách tạo ra vật mẫu ở các công ty sản xuất và cung
cấp cơ sở cho in 3D của người tiêu dùng.
Vậy in 3D thực sự phát triển như thế nào? Ai đã phát minh ra nó và tại sao?
Đóng góp của Hull và 3D System
Sáng chế đầu tiên cho máy in 3D được Charles W. Hull trình bày vào năm 1984. Sáng
chế của ông là một quá trình in 3D gọi là stereolithography (SLA), sử dụng ánh sáng
tia cực tím để xử lý nhựa photopolymer trong khung để tạo thành các chi tiết. Hull,
một kỹ sư chuyên về khoa học vật liệu vào thời điểm đó, đã đưa ra ý tưởng cho SLA
làm khung cho máy tính bảng.
ĐỊNH NGHĨA
Nhựa Photopolymer là một loại nhựa lỏng sẽ hóa rắn khi nhựa tiếp xúc với ánh sáng
(thường trong phổ tia cực tím). Các nhà sản xuất có thể sản xuất nhựa trong nhiều điều
kiện, với các tính chất cơ học và hóa học khác nhau.
Công ty Hull đang làm việc tại thời điểm đó, Ultra-Violet Products (UVP), đã cho
phép ông phát triển chất phủ UV có thể điều chỉnh được để cải thiện độ bền của máy
tính bảng. Những lớp phủ này là một loại nhựa lỏng phản ứng với ánh sáng tia cực tím
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
để trở thành nhựa cứng. Trong khi làm việc với loại nhựa này, Hull bắt đầu tưởng
tượng một thiết bị có thể điều chỉnh được loại nhựa này tạo thành các lớp chồng lên
nhau để tạo thành một vật thể ba chiều.
Hull đã đề xuất ý tưởng của mình với UVP và đã được cấp phép để nghiên cứu một
thiết bị mẫu vào ban đêm và cuối tuần, trong khi vẫn tiếp tục nhiệm vụ bình thường
của mình hằng ngày. Quá trình phát triển không phải là không có rào cản , một trong
những khó khăn lớn nhất là làm thế nào để tạo một mô hình 3D trên máy tính thành in
hướng dẫn cho máy in SLA của mình.
Vào thời điểm đó, đầu những năm 80, thiết kế hỗ trợ trên máy tính (CAD) vẫn còn
trong giai đoạn đầu. Mô hình 3D là một quá trình khó khăn, và không có nhiều ý
tưởng có thể hiện thực hóa thành mô hình. Hull biết ông cần các mô hình 3D ở định
dạng tệp có thể sử dụng để tạo hướng dẫn cho máy in của mình nhưng ở thời điểm đó
không tồn tại định dạng tệp phù hợp. Vì vậy, Hull tự tạo cho riêng mình: định dạng
tệp SLA, viết tắt là STL, vẫn được sử dụng đến ngày nay. (Ngày nay, vì định dạng tệp
STL được sử dụng trong một loạt các quy trình sản xuất, STL thường được coi là viết
tắt của ngôn ngữ tiêu chuẩn.)
Tệp STL được tạo bằng cách lấy một mô hình 3D từ phần mềm CAD và chuyển đổi
nó thành một khung bề mặt bao gồm nhiều hình tam giác. Điểm nổi bật của định dạng
STL là số tam giác xác định chi tiết tổng thể khung bề mặt, làm cho nó có thể mở
rộng. Với định dạng tệp này trong tay, Hull có thể tạo phần mềm để dịch mô hình 3D
thành một loạt hướng dẫn cho máy in của mình.
Năm 1983, Hull đã in thành công mô hình 3D đầu tiên: một chiếc cốc đơn giản. Biết
rằng ông đã có một phương pháp mới hữu hiệu và có ích để tạo ra vật mẫu nhanh
chóng, ông đã nộp bằng sáng chế cho SLA vào năm 1984. Năm 1986, bằng sáng chế
của ông đã được cấp, và trong cùng năm đó ông đã thành lập công ty 3D Systems của
mình để phát triển và bán máy in SLA.
FASCINATING FACT
Tuy Charles W. Hull đã được cấp bằng sáng chế cho SLA của mình, ông đã không
được cấp bằng sáng chế cho định dạng tệp STL mà ông đã phát triển. Điều này cho
phép các nhà sản xuất máy in 3D khác sử dụng các tệp STL ngay cả trong các loại
máy khác, như máy CNC. Vì lý do này, định dạng tệp STL đã trở thành chuẩn cho in
3D và CNC.
Phát minh in 3D FDM
Quy trình tạo mẫu nhanh (FDM) – một công nghệ được sử dụng bởi phần lớn các máy
in tiêu dùng ngày nay – ban đầu được Scott Crump phát triển vào năm 1989, để giảm
bớt quá trình tạo mẫu tại IDEA, Inc., một công ty mà ông đồng sáng lập năm 1982.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Crump, cùng với bản in FDM, cũng đã phát triển một số công nghệ liên quan cần thiết
(chẳng hạn như sợi ABS, mà tôi sẽ thảo luận thêm trong Chương 4).
Sau khi phát minh ra quy trình in 3D FDM vào năm 1989, Crump đã thành lập
Stratasys – hiện là nhà sản xuất máy in 3D lớn nhất – với vợ là Lisa. Trong năm 2009,
bằng sáng chế in FDM của Stratasys hết hạn, mở ra thị trường cho máy in 3D FDM
tiêu dùng, thường được gọi là công nghệ in 3D FFF không phải là Stratasys.
Sự phát triển của các quy trình in 3D khác
Trong cùng một khung thời gian Stratasys và 3D Systems đang phát triển in SLA và
FDM 3D, các quy trình in 3D khác cũng đang được phát triển độc lập. Tại Đại học
Austin vào giữa những năm 1980, quá trình khắc laser (SLS) được phát triển bởi Tiến
sĩ Carl Deckard và Tiến sĩ Joe Beaman với sự tài trợ của Cơ quan Dự án Nghiên cứu
Cao cấp Quốc phòng (DARPA). Công nghệ này ban đầu được bán bởi DTM
Corporation, sau đó được 3D Systems mua vào năm 2001.
Trong khi đó, vào đầu những năm 90 tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), in
đùn 3D được phát minh. Z Corp. đã có được giấy phép cho công nghệ này và sản xuất
máy in đùn 3D cho đến năm 2012. Vào ngày 3 tháng 1 năm 2012, Z Corp. đã được 3D
Systems mua lại để có được bằng sáng chế và giấy phép in đùn liên quan.
Do hết hạn bằng sáng chế, công nghệ này đang bắt đầu thâm nhập thị trường tiêu dùng
(hoặc sớm hơn). Với bản in FDM đã bắt đầu in 3D dành cho người tiêu dùng. Điều
này chủ yếu là nhờ vào dự án RepRap.
Dự án RepRap
3D Systems, Stratasys và những nhà phát triển khác đã cách mạng hóa nghiên cứu và
phát triển với in 3D. Nhưng trong nhiều năm, máy in 3D vẫn là công cụ đắt tiền và
phức tạp. Kiến thức liên quan khá phức tạp khi sử dụng chúng có nghĩa là hầu hết
người dùng cần được đào tạo đặc biệt và chi phí cao khiến nó không thể tiếp cận với
các cá nhân. Điều đó vẫn đúng cho đến khi dự án RepRap được đưa ra vào năm 2005
bởi Tiến sĩ Adrian Bowyer, một giảng viên kỹ thuật tại một trường đại học ở Vương
quốc Anh. Ý định ban đầu khi Tiến sĩ Bowyer lần đầu tiên thành lập dự án RepRap rất
đơn giản: để phát triển một máy in 3D mã nguồn mở rẻ tiền, với mục tiêu lâu dài là tự
sao chép. Cái tên “RepRap” là viết tắt của “tái tạo vật mẫu nhanh”. Ý tưởng là có
được một máy in 3D có thể thiết kế in 3D bản sao của chính nó. Nếu mỗi người in
máy in mới cho bạn bè của mình, sự mở rộng sẽ theo cấp số mũ, và sau đó, mọi người
có thể sản xuất quy mô nhỏ trong tầm tay của họ.
Mục tiêu tự sao chép là một chặng đường dài; đó là một mục tiêu khá khó khăn. Một
thiết kế như vậy không chỉ có thể in các chi tiết khung nhựa, mà còn động cơ, linh
kiện điện tử và các bộ phận không phức tạp khác. Nhưng mục tiêu dài hạn đó đã mang
lại sự phát triển nhanh chống cho máy in 3D của người tiêu dùng.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Tầm quan trọng của nguồn mở
Một trong những điều cốt lõi của dự án RepRap, có thể là quan trọng nhất là nó là
nguồn mở. Mọi thiết kế và bảng phát triển đều hoàn toàn công khai, cho phép bất cứ
ai sử dụng thiết kế và đóng góp cho dự án.
Bất cứ lúc nào một bước đột phá mới được thực hiện, nó có thể được phát hành ngay
lập tức và tích hợp vào thiết kế của máy in mới. Một ví dụ điển hình là bảng điều
khiển RepRap Arduino Mega Pololu Shield (RAMPS), về cơ bản là bộ não của máy in
3D. Board RAMPS kết nối với Arduino (một dự án mã nguồn mở khác) để cung cấp
khả năng điều khiển từ máy tính đến động cơ và đầu đùn của máy in 3D. Sự phát triển
của RAMPS cho phép mọi người sử dụng nhanh chóng, giá rẻ và dễ dàng điều khiển
máy in 3D của họ, vì vậy nó nhanh chóng được tích hợp vào thiết kế của các máy in
RepRap tiếp theo.
ĐỊNH NGHĨA
Arduino là một nền tảng mã nguồn mở để phát triển với nhiều thí nghiệm điện tử mẫu.
Các mô hình Arduino nói chung là các board nhỏ không có đầu vào và đầu ra để điều
khiển các thiết bị điện tử khác nhau. Arduino Mega được sử dụng bởi bảng điều khiển
RAMPS để in 3D.
Điều này cũng đúng với bất kỳ bảng phát triển RepRap mới nào khác. Bởi vì nó là
nguồn mở, nên không có bằng sáng chế và bảng phát triển mới được phép sử dụng và
cải tiến một cách tự do. Khái niệm này rất cần thiết cho sự phát triển thành công và
nhanh chóng của máy in 3D RepRap, và máy in tiêu dùng nói chung.
Phát triển nhanh
Do tính chất nguồn mở của nó, các máy in RepRap đã phát triển cực kỳ nhanh chóng.
Thiết kế hoàn chỉnh đầu tiên, máy in 3D Darwin, được phát hành vào năm 2007.
Darwin là một thiết kế rất cơ bản, có những hạn chế và có khả năng in với chất lượng
bình thường, nhưng nó đã chứng minh rằng máy in 3D có thể có giá rẻ và được thực
hiện tại nhà. Giống như hầu hết các máy in RepRap tiếp theo, và máy in tiêu dùng nói
chung, Darwin sử dụng quy trình in 3D FFF. FFF chính xác giống như FDM trong
thực tế (nhựa chảy ra và thoát ra khỏi đầu đùn thành các đường và tạo thành các lớp)
và được đặt tên khác nhau để tránh các vấn đề pháp lý với Stratasys, người đã cấp
bằng sáng chế quy trình FDM.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
w
w
w
.advancecad.edu.vn
The RepRap Darwin, là thiết kế đầu tiên được phát hành bởi dự án RepRap.
Năm 2009, một thiết kế RepRap mới được gọi là Mendel đã được phát hành. Nó đã
thực hiện một số cải tiến cho thiết kế Darwin, làm tăng độ chính xác, chất lượng in và
giảm độ khó trong việc lắp ráp máy in. Mendel tích hợp nhiều phát triển đã được thực
hiện từ năm 2007 và 2009 thành một gói hoàn chỉnh, đó sẽ là một xu hướng tiếp tục
với các thiết kế mới theo sau.
Vào thời điểm thiết kế Prusa Mendel và Huxley RepRap được phát hành vào năm
2010, cộng đồng đã phát triển rất nhiều. Nhiều offshoots và dẫn đầu của các mô hình
tiêu chuẩn đã tồn tại, thực hiện các cải tiến và tùy chỉnh cho phù hợp với thị hiếu cá
nhân. Ngày nay, có ít nhất 30 thiết kế RepRap chính thức hàng trăm. Các mẫu thiết kế
hiện tại cạnh tranh với các máy in tiêu dùng do các công ty như 3D Systems và
Stratasys phát hành, những nhà sản xuất độc lập phát triển các thiết kế (nguồn đóng)
riêng của họ. Máy in RepRap đã đạt được chất lượng và độ tin cậy cao tới mức chúng
thậm chí còn được sử dụng trong quá trình tạo vật mẫu chuyên nghiệp.
Sự thật thú vị
Các mô hình RepRap, theo quy ước được thiết lập ban đầu bởi Darwin, được đặt tên
theo các nhà sinh học tiến hóa đáng chú ý. Tuy nhiên, một số phiên bản, chẳng hạn
như Prusa Mendel, được đặt tên theo các nhà thiết kế hoặc tên họ chọn.
Tinh lọc, Tính khả dụng và hợp túi tiền của bạn
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Bước nhảy từ máy in 3D chuyên nghiệp đắt tiền đến máy in 3D của người tiêu dùng
đã nhanh chóng xảy ra. Chỉ trong một vài năm, in 3D của người tiêu dùng đã đi từ thử
nghiệm, không đáng tin cậy, và khó khăn đến khả thi nhờ những người yêu thích nó.
Vậy sự tiến hóa nhanh chóng xảy ra như thế nào, và điều gì đã thúc đẩy nó? Phần lớn
là do sự phát triển tiên phong của dự án RepRap.
Cho đến khi RepRap Darwin chứng minh rằng máy in 3D của người tiêu dùng là khả
thi, hầu như tất cả các máy in 3D đều là những máy chuyên nghiệp đắt tiền dành cho
các doanh nghiệp. Nhưng với sự thành công của dự án RepRap, in 3D của người tiêu
dùng đột nhiên xuất hiện trong tâm trí mọi người.
Các nhà sản xuất máy in 3D chuyên về các mô hình rẻ tiền để sử dụng tại nhà bắt đầu
xuất hiện nhanh chóng. Một số nhà sản xuất đã bán máy in dựa trên thiết kế RepRap,
trong khi các nhà sản xuất khác đã phát triển máy in của riêng mình. Tuy nhiên, ngay
cả những nhà sản xuất phát triển riêng cho họ cũng sử dụng kiến thức và thông tin từ
dự án RepRap.
Trong thời gian ngắn kể từ khi Darwin được phát hành vào năm 2007, thị trường máy
in 3D của người tiêu dùng đã phát triển theo cấp số nhân. Giá đã giảm từ hàng chục
ngàn đô la xuống chỉ còn vài trăm đô la cho các máy in rẻ nhất. Nhưng nó không chỉ
là giá cả thay đổi. Chất lượng của các máy in 3D có sẵn cũng đã phát triển theo bước
nhảy vọt. Cũng giống như với vụ nổ Cambrian, thị trường đã đi từ bản chất không tồn
tại đến trở thành một hệ sinh thái khổng lồ và đa dạng đầy đủ các máy in 3D cải tiến
và tinh tế.
Sự bùng nổ của sự phát triển máy in 3D trong những năm gần đây có ý nghĩa gì đối
với thị trường hiện tại? Với lịch sử ngắn như vậy, bạn có thể thấy rằng máy in 3D
không hoàn toàn sẵn sàng để sử dụng chính thống và độ chính xác cao. In 3D tại nhà
vẫn còn khá thử nghiệm, và nó không đơn giản như in một tờ giấy với một máy in
thông thường. Nhưng in 3D là một công nghệ mang tính cách mạng và thú vị, với tốc
độ cải thiện đáng kinh ngạc.
Sự phát triển của công nghệ
Cho dù sản phẩm cụ thể là gì, bạn có thể thấy rằng nó sẽ được cải thiện khi công nghệ
liên quan phát triển. Điều này đặc biệt rõ ràng kể từ sự ra đời của máy tính cá nhân.
Các máy tính cá nhân đầu tiên lớn, đắt, chậm và không đặc biệt hữu ích. Nhưng công
nghệ được cải thiện rất nhanh chóng trong vòng vài năm, giá đã giảm đáng kể và tính
hữu ích đã được cải thiện theo cấp số nhân. Tất nhiên, bây giờ công nghệ phát triển và
máy tính có mặt khắp mọi nơi.
Một sự phát triển tương tự đang xảy ra với máy in 3D. Chúng ta đã vượt qua giai đoạn
“đắt tiền và vô dụng” , ngay bây giờ chúng ta có thể ứng dụng in 3D vào cuộc sống.
Khi công nghệ đã phát triển, các công thức đã được chứng minh và các nguyên tắc
thiết kế đã bắt đầu xuất hiện.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Trong những ngày đầu xuất hiện in 3D của người tiêu dùng, mọi thứ vẫn được thử
nghiệm rất nhiều. Các kỹ sư vẫn đang cố gắng tìm ra cách tốt nhất để thiết kế máy in,
các bộ phận riêng lẻ vẫn đang được liên kết với nhau từ những thứ có sẵn trên thị
trường, với nhiều phương pháp và thực hành in vẫn đang được phát triển. Bây giờ
chúng ta đã bước vào một giai đoạn sàng lọc. Chúng ta đã có những kiến thức cơ bản,
có một cơ sở kiến thức vững chắc để làm việc và các tiêu chuẩn công nghiệp đã bắt
đầu hình thành.
Tại thời điểm này, các nhà sản xuất máy in không còn cố gắng phát minh ra một máy
in 3D thực tế nữa; thay vào đó, họ đang cải thiện chức năng của các thiết kế đã được
tạo ra. Cũng giống như cách các nhà sản xuất ô tô tinh chỉnh các thiết kế động cơ hiện
tại thay vì phát minh ra động cơ mới, các nhà sản xuất máy in 3D hiện đang làm việc
để tinh chỉnh máy in của họ để làm cho chúng trở nên tốt hơn và hữu ích hơn.
Tính khả dụng của các bộ phận
Khi công nghệ chín muồi, cũng có sự gia tăng đáng kể về tính khả dụng của các bộ
phận cụ thể cho ngành công nghiệp đó. Khi một công ty như Dell quyết định xây dựng
một máy tính xách tay mới, họ không sản xuất tất cả các bộ phận riêng lẻ từ đầu. Thay
vào đó, họ mua bộ vi xử lý từ Intel, bộ nhớ từ Corsair, ổ cứng từ Seagate, v.v. Các bộ
phận này đều được tiêu chuẩn hóa và Dell chọn mua chúng khi biết rằng chúng có thể
hoạt động cùng nhau. Sau đó, họ lắp ráp các bộ phận vào một máy tính họ tự thiết kế.
Sự thật thú vị
Năm 2004, các máy in 3D rẻ nhất vẫn có giá 25.000 đô la. Trong năm 2014, các máy
in 3D có thể được mua với giá chỉ 200 đô la. Điều này minh họa một cách hoàn hảo
hiệu quả mà sự phát triển và tính khả dụng của các bộ phận giúp giảm giá thành cho
máy in 3D.
Quá trình tương tự cũng đúng trong hầu hết các ngành công nghiệp. Nhưng cho đến
gần đây, in 3D vẫn còn quá mới nên các bộ phận riêng lẻ không có sẵn cho các nhà
sản xuất máy in. Các nhà sản xuất buộc phải sử dụng lại các bộ phận được sử dụng
trong các ngành công nghiệp khác (có thể không phù hợp với in 3D) hoặc tự sản xuất
(trong trường hợp này, chất lượng và chi phí trở thành một vấn đề). Việc thiếu các bộ
phận có sẵn trong ngành công nghiệp in 3D là một yếu tố rất lớn làm chi phí của máy
in tiêu dùng cao hơn.
Nhưng điều đó đã bắt đầu thay đổi. Nhiều bộ phận bắt đầu có sẵn cho các nhà sản xuất
máy in. Cũng giống như Dell có thể đặt hàng bộ xử lý từ Intel, một nhà sản xuất máy
in 3D có thể đặt hàng đầu đùn, bảng điều khiển hoặc đế làm nóng để sử dụng trong
máy in của họ. Điều này đã làm giảm đáng kể chi phí liên quan đến thiết kế và sản
xuất máy in 3D và cũng cải thiện chất lượng của nó.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Thay vì nhà sản xuất máy in phải thử và thiết kế từng phần riêng lẻ, giờ đây họ có thể
đặt hàng chúng từ một công ty chuyên về một bộ phận đó. Ví dụ, E3D là một công ty
sản xuất các đầu đùn cho máy in 3D và đó là tất cả những gì họ làm. Vì đó là trọng
tâm duy nhất của họ, E3D có thể tập trung vào việc cố gắng tạo ra những đầu đùn tốt
nhất cho thị trường. Sau đó, các nhà sản xuất máy in có thể mua những đầu đùn đó
cho máy in của họ và họ có bộ phận chất lượng cao mà không cần đầu tư sản xuất và
thiết kế nhiều.
Một đầu đùn sản xuất bởi E3D được thiết kế để sử dụng trên nhiều loại máy in khác
nhau.
Với các công ty sản xuất bộ phận như E3D dành riêng cho ngành công nghiệp in 3D,
chất lượng máy in 3D của người tiêu dùng đã tăng lên đáng kể. Và điều đó chỉ trở nên
tốt hơn khi các nhà sản xuất mới của các bộ phận gia nhập thị trường và cạnh tranh gia
tăng.
Cuộc đua với giá thấp nhất
Đó là sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất bộ phận, và sự cạnh tranh giữa các nhà sản
xuất máy in 3D, đã gây ra điều kỳ diệu cho thị trường tiêu dùng. Cạnh tranh trên thị
trường luôn luôn thúc đẩy tiến bộ và đổi mới, và điều đó đặc biệt rõ ràng với máy in
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
3D vì nó diễn ra quá nhanh. Trong thời gian ngắn kể từ khi dự án RepRap được bắt
đầu, một số lượng lớn các nhà sản xuất máy in 3D đã xuất hiện. Hầu như tất cả họ đều
có cùng mục tiêu: để cung cấp máy in chất lượng cao và dễ sử dụng cho người tiêu
dùng với mức giá thấp nhất có thể.
Ban đầu, mức giá thấp nhất vẫn còn khá cao. Nhưng khi sự xuất hiện các bộ phận tăng
lên và các thiết kế được phát triển, giá thành đã giảm xuống như một tảng đá đang rơi.
Máy in 3D hiện đang dưới $ 350, trong khi ban đầu máy in tiêu dùng rẻ nhất vẫn còn
ở mức hàng ngàn đô la.
Mẹo nhỏ
Mặc dù giá chắc chắn sẽ tiếp tục giảm, nhưng họ đã bắt đầu nâng cấp chất lượng máy
in. Vì vậy, nếu bạn chờ mua máy in 3D với giá thấp nhất, đừng mong đợi chúng giảm
xuống đáng kể (ít nhất là không phải với một sản phẩm chất lượng).
Tuy nhiên, cuộc đua để có mức giá thấp nhất chỉ có thể diễn ra trước khi nó được
nhâng cấp. Vật liệu và sản xuất luôn là một chi phí không thể tránh khỏi cho các nhà
sản xuất máy in 3D, và sẽ có một thời điểm không thể bán máy in với mức giá rẻ hơn
nữa.
Tin vui là dù giá không thể giảm nữa, điều đó không có nghĩa là nâng cấp vẫn không
thể thực hiện được. Khi giá đã đến giới hạn, cuộc đua mới sẽ hướng tới việc chế tạo
máy in tốt nhất với cùng mức giá đó. Máy tính 500 đô la mà bạn mua hôm nay sẽ vượt
trội hơn một máy tính trị giá 500 đô la từ 10 năm trước. Và một cái gì đó tương tự có
thể xảy ra với máy in 3D trong tương lai. Giá có thể lên tới khoảng vài trăm đô la,
nhưng những gì bạn nhận được cho số tiền đó sẽ tiếp tục trở nên tốt hơn và phát triển
hơn sau này.
Tóm tắt
 In 3D ban đầu được phát minh bởi Charles W. Hull. Ông cũng là người sáng
lập 3D systems, hiện vẫn là một trong những nhà sản xuất máy in 3D lớn nhất.
In 3D FDM — công nghệ được sử dụng trên hầu hết các máy in 3D của người
tiêu dùng – được phát minh bởi Scott Crump, người đã sáng lập Stratasys cùng
vợ là
 Thị trường máy in 3D của người tiêu dùng phần lớn không tồn tại cho đến khi
dự án RepRap thúc đẩy phát triển nguồn mở.
 Giá máy in 3D đã giảm đáng kể khi công nghệ phát triển và các bộ phận lắp ráp
dần trở nên có sẵn trên thị trường. Chất lượng, độ tin cậy và dễ sử dụng đã
được cải thiện đồng thời.
 Trong khi chi phí của máy in 3D chắc chắn sẽ giảm tới một giới hạn, nhưng
chất lượng đang dần được tăng lên. Có nghĩa là các máy in chắc chắn sẽ được
cải thiện rất nhiều trong những năm tới.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
w
w
w
.advancecad.edu.vn
Chương 3: Sản xuất với in3D và phay CNC
Nội dung chính
 Cách máy in 3D hoạt động
 Các hoạt động của các máy phay CNC
 Bạn có nên sử dụng máy in 3D hoặc máy phay CNC không?
Khi nói đến việc tạo mẫu nhanh, thường có hai cách tiếp cận có thể thực hiện: Máy in
3D và máy phay CNC. Máy phay CNC không được coi là “tạo mẫu nhanh”, nhưng
chủ yếu là vấn đề ngữ nghĩa. Trong thực tế, các máy phay CNC có thể tạo ra các chi
tiết 3D giống như một máy in 3D, và thường có thể làm nó nhanh hơn và có độ chính
xác cao hơn.
Tuy nhiên, các máy phay CNC và máy in 3D khác nhau rất nhiều trong hoạt động
thực tế của chúng. Về cơ bản, chúng họat động với hai cách hoàn toàn khác nhau để
giải quyết cùng một vấn đề: làm thế nào để nhanh chóng tạo ra một chi tiết thực từ
một mô hình máy tính. Máy in 3D giải quyết vấn đề này bằng sản xuất phụ gia, có
nghĩa là ban đầu khi khởi động máy in 3D chưa có gì xảy ra, nếu nạp dữ liệu vào thì
máy in sẽ tạo ra chi tiết. Mặt khác, các máy phay CNC sử dụng sản xuất loại bỏ, quá
trình bắt đầu từ một khối vật liệu và cắt nó, để lại phần cần thiết.
Cả hai quy trình đều có ưu điểm và nhược điểm của chúng và hữu ích trong các tình
huống khác nhau. Bạn đã mua cuốn sách này, vì vậy có thể bạn đã xác định in 3D phù
hợp với minh hơn. Vậy tại sao lại thảo luận về phay CNC? Vì làm nổi bật sự khác biệt
sẽ giúp bạn hiểu cách in 3D hoạt động và lợi ích của nó. Lý do thứ hai thực tế hơn:
thường có thể chuyển đổi các máy phay CNC thành máy in 3D và một số nhà sản xuất
thậm chí còn xây dựng các máy đa năng có khả năng phay CNC và in 3D. Trong
chương này, tôi hướng dẫn bạn qua các chức năng của cả máy in 3D và máy phay
CNC và cách chúng có thể giúp ích cho bạn trong qúa trình in 3D.
Nguyên tắc đơn giản để in 3D
In 3D là một quá trình sản xuất phụ gia, và cách một máy in 3D hoạt động là sử dụng
vật liệu mới tạo ra sản phẩm với cấu tạo chính xác nhất có thể. Đối với hầu như tất cả
các máy in 3D ngày nay, điều này được thực hiện bằng cách xây dựng một loạt các
lớp nằm ngang xếp chồng lên nhau. Trong in 3D của người tiêu dùng, các lớp đó hầu
như luôn được tạo ra bằng cách ép đùn nhựa nóng chảy trong khung 2D chính xác của
chi tiết.
Cắt và tạo lớp cho mô hình của bạn
Một điều mà hầu như tất cả các máy in 3D đều có điểm chung, bất kể công nghệ nào
được sử dụng, là tất cả chúng đều xây dựng từng phần của chi tiết theo từng lớp. Một
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
phần của hệ thống in 3D là lấy mô hình 3D mong muốn (thường ở định dạng STL) và
đưa nó vào phần mềm cắt lát. Phần mềm này sau đó cắt mô hình 3D đó thành một loạt
các mặt cắt ngang mỏng để tạo thành chi tiết hoàn chỉnh khi xếp chồng lên nhau.
Ảnh chụp màn hình của Slic3r, một chương trình mã nguồn mở để cắt các mô hình in
3D.
Những mặt cắt ngang (được gọi là lớp) này có thể thay đổi về độ dày tùy thuộc vào
phần cứng của máy in 3D đang được sử dụng và cài đặt do người dùng nhập. Đối với
máy in 3D của người tiêu dùng, độ dày lớp thường nằm trong khoảng từ 1 mm đến 5
mm, nó có thể nằm ngoài khoảng đó nếu có phần cứng và cài đặt phù hợp.
Mẹo nhỏ
Kiểm tra xem nhà sản xuất máy in 3D có cài đặt lớp đề xuất hay không.
Các nhà sản xuất thường kiểm tra để xác định độ dày lớp tối ưu dựa trên phần cứng
của họ. Các cài đặt được đề xuất này sẽ là điểm khởi đầu tốt và sẽ giúp bạn nhanh
chóng đạt được các bản in chất lượng cao.
Độ dày lớp là một trong những đóng góp có liên quan nhất đến chất lượng của chi tiết
in. Lớp càng mỏng thì chất lượng in càng cao. Cách dễ nhất để hình dung điều này là
quan sát nó ở các góc. Nếu bạn đã có một mô hình với các lớp rất dày, 5mm (đường
kình thực tế máy in 3D sẽ in), chi tiết in của bạn sẽ gồm các khối ô vuông. Ở hình bên
cạnh, một mô hình được in với các lớp cực nhỏ, 0.1mm, sẽ tạo ra sản phẩm chất lượng
rất cao.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Sự khác biệt giữa độ dày lớp 5mm (trái) và 0.1mm (bên phải).
Nhưng, tất nhiên, có những hạn chế khiến bạn không thể in các lớp rất nhỏ. Bản thân
phần cứng, đặc biệt là cho các máy in 3D được sản xuất cho người tiêu dùng (FFF), có
những giới hạn về độ mỏng khi kéo sợi nhựa ra. Ngay cả khi phần cứng có khả năng
cho các lớp cực kỳ mỏng, nó sẽ mất một khoảng thời gian không thực tế cho phần
mềm cắt để tạo ra các lớp.
Một yếu tố đáng chú ý nhất đối với người dùng là thời gian in. Khi độ dày của các lớp
giảm, tổng số lớp tăng lên. Càng có nhiều lớp để in, thời gian in sẽ càng lâu. Ví dụ,
nếu một mô hình mất hai giờ để in với các lớp thiết lập 4mm, bạn sẽ thấy nó mất bốn
giờ khi độ dày lớp được cắt giảm một nửa còn 2mm. Bạn đã tăng gấp đôi số lượng lớp
và vì vậy thời gian in cũng sẽ tăng gấp đôi, đúng không?
Thật không may, đó không phải là trường hợp đúng, và thời gian in thực sự sẽ tăng
nhiều hơn thế. Lý do cho điều này là dây nhựa được ép đùn có cấu hình 3D, vì vậy khi
chiều cao giảm (theo trục Z), chiều rộng của nó (trong mặt phẳng X / Y) cũng giảm.
Kết quả là mỗi lớp chính nó mất nhiều thời gian hơn để in, ngoài việc có nhiều lớp để
in.
Đùn sợi nhựa
Việc ép đùn sợi là cách máy in 3D tạo ra từng lớp. Trong các máy in FFF của người
tiêu dùng, quy trình này thường hoạt động như thế này: một ống sợi được đưa vào đầu
đùn (xem Chương 7), có động cơ và hệ thống truyền động để đẩy dây nhựa vào đầu
nóng. Đầu nóng sau đó nhanh chóng làm chảy sợi nhựa và đẩy nó qua một cái vòi
nhỏ. Kết quả là một sợi nhựa mềm nóng, mỏng được ép ra khỏi đầu đùn.
ĐỊNH NGHĨA
Đầu nóng của máy in 3D là chi tiết làm nóng và làm chảy dây nhựa được tích hợp với
đầu đùn. Khi dây nhựa được đẩy vào đầu nóng, một chi tiết làm nóng sẽ làm nóng đầu
nóng. Nhiệt độ đủ nóng để gần như ngay lập tức làm chảy nhựa thành một chất lỏng
rất nhớt, sau đó nhựa được ép ra khỏi đầu đùn và bám vào đế in.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Trong khi máy in 3D đang hoạt động, đầu đùn được giữ rất gần đế in. Khi nó bị đẩy ra
khỏi đầu đùn, sợi nhựa dính vào đế in. Máy in 3D liên tục di chuyển đầu đùn xung
quanh đế in, kéo theo một sợi nhựa phía sau, để tạo thành một lớp nhựa cứng khớp với
lớp được tạo ra bởi phần mềm cắt. Máy in sau đó di chuyển đầu đùn lên một chút
(tương đối so với đế) và bắt đầu ép một lớp nhựa mới lên trên lớp trước đó. Quá trình
đó được lặp lại cho đến khi tất cả các lớp đã được in và chi tiết được hoàn thành.
Kích thước của sợi nhựa nóng chảy ra khỏi đầu đùn, khoảng cách giữa đầu đùn và đế
in, và lượng sợi được đẩy vào đầu nóng là cách máy in 3D điều khiển độ dày của lớp
mà nó đang in. Kích thước sợi chỉ tỉ lệ thuận với kích thước của lỗ ở đầu đùn. Vì vậy,
độ dày lớp có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi các thông số này.
Sợi nhựa nóng chảy được đùn để tạo ra lớp đầu tiên của một chi tiết.
Tuy nhiên, như tôi đã đề cập trong phần trước, độ dày lớp được liên kết với lượng thời
gian cần để in lớp. Khi sợi nhựa nóng chảy trở nên mỏng hơn, cần nhiều thời gian hơn
để tạo ra một lớp. Kết quả tạo ra một quy định trong hầu hết các khía cạnh của in 3D:
chất lượng của đối tượng in và thời gian cần in sẽ được kết hợp lại với nhau.
Phay CNC và cách hoạt động
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Máy phay là một công cụ tiêu chuẩn trong các cửa hàng máy trên khắp thế giới. Trong
cấu tạo cơ bản nhất của chúng, chúng có một động cơ được gọi là một trục quay
chính điều khiển đầu phay (rất giống với một mũi khoan). Các vật liệu được gắn vào
một khung đế có thể di chuyển tùy theo kích thước quy định, liên quan đến đầu phay.
Người thợ máy sau đó tự di chuyển khung đế (hoặc đầu phay) xung quanh bằng cách
sử dụng các cơ chế điều khiển. Điều này cho phép anh ta cắt bỏ các phần của vật liệu
với đầu phay để tạo thành sản phẩm mong muốn.
Sự thật thú vị
Trước khi điều khiển số trên máy tính ra đời, chỉ có điều khiển số. Các máy phay điều
khiển số dựa vào một hệ thống thẻ cơ khí đục lỗ phức tạp để lập trình đầu phay. Các
chương trình mất rất nhiều thời gian và chuyên môn để tạo ra, nhưng độ lặp lại của
các chương trình đã làm cho các nhà máy điều khiển số hữu ích trong các thiết lập sản
xuất.
Các máy phay CNC chỉ đơn giản là loại bỏ hoạt động thủ công khỏi quy trình. Chỉ cần
một thợ máy kiểm soát các điều khiển, một máy tính điều khiển chuyển động. Cách
máy tính điều khiển chuyển động thực sự khá giống với cách hoạt động của máy in
3D: động cơ di chuyển đầu phay theo trục X, Y và Z tương ứng với đế in. Sự khác biệt
chính là khía cạnh sản xuất loại bỏ và các vật liệu mà máy phay CNC có thể làm việc
so với các máy in 3D. Sự giống nhau giữa chuyển động ba trục trong các máy phay
CNC và máy in 3D là những gì làm cho nó có thể chuyển đổi một máy phay CNC
thành một máy in 3D. Đó cũng là điều cho phép các nhà sản xuất chế tạo các máy có
thể xử lý cả hai nhiệm vụ.
Loại bỏ bằng phần mềm CAM
Bởi vì các máy phay CNC tạo ra một chi tiết bằng cách bỏ đi các chi tiết trên vật liệu
(trái ngược với việc thêm nó như một máy in 3D), phần mềm và quy trình mà chúng
tuân thủ hoàn toàn khác nhau. Trong khi các máy in 3D thêm vật liệu vào các lớp, các
máy phay CNC bắt đầu với một khối vật liệu (hoặc thanh, hình trụ, vân vân tùy thuộc
vào vật liệu được sử dụng) và cắt bỏ bớt vật liệu, nhưng nó cắt các phần và tính năng
cụ thể (thường là hoàn toàn) trước khi chuyển sang các tính năng khác. Đôi khi các
vật liệu kim loại còn được sử dụng làm vật liệu ban đầu và sau đó được tinh chế bằng
máy phay CNC.
Điều này được kiểm soát bằng phần mềm sản xuất máy tính hỗ trợ (CAM). Giống như
phần mềm cắt, phần mềm CAM có một mô hình 3D (thường ở định dạng STL) và xử
lý nó để tạo ra các hướng dẫn cho máy phay CNC. Tuy nhiên, không giống như phần
mềm cắt lát cho máy in 3D, phần mềm CAM thường đòi hỏi sự tương tác của nhà điều
hành nhiều hơn. Ở đây cần một chuyên gia cho nó, bởi vì thiết lập một chương trình
CNC đòi hỏi kinh nghiệm và kỹ năng.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
w
w
w
.advancecad.edu.vn
Phần mềm CAM phục vụ cùng một mục đích như cắt lát nhưng tuân theo các quy tắc
rất khác nhau.
Mẹo nhỏ
Kỹ năng và kinh nghiệm của nhà điều hành CNC là quan trọng bởi vì các kỹ thuật và
thiết lập phay CNC có thể thay đổi rất lớn dựa trên hình dạng của chi tiết đang được
chế tạo, vật liệu được cắt, loại đầu phay được sử dụng, bề mặt và chất lượng bề mặt
mong muốn . Vì những lý do này, máy in 3D thích hợp hơn cho việc sử dụng tại nhà,
vì phần mềm cắt lát đơn giản hơn nhiều so với phần mềm CNC CAM.
Phay vật liệu
Trong khi máy in 3D chủ yếu sử dụng vật liệu nhựa (ngoại trừ máy in thử nghiệm và
máy in đắt tiền), một máy phay CNC phổ biến có khả năng tạo các chi tiết từ nhiều
loại vật liệu khác nhau. Thép, nhôm, đồng thau, titan, gỗ và hầu hết các loại nhựa đều
có thể hoạt động trên một máy phay CNC phù hợp.
Tính linh hoạt đó giúp cho việc phay CNC hữu ích hơn là tạo mẫu nhanh. Các máy
phay CNC thường được sử dụng để sản xuất các chi tiết, đặc biệt là các chi tiết bằng
nhôm và thép. Độ chính xác của phay CNC cũng cho phép nó đạt được dung sai rất
thấp cần thiết cho các chi tiết sản xuất.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Tuy nhiên, bởi vì phay là một quá trình loại bỏ, vật liệu bị cắt bỏ thường bị lãng phí.
Máy in 3D thường chỉ sử dụng vật liệu khi thực sự cần thiết để tạo chi tiết. Chi phí
cao của vật liệu, có thể là một yếu tố quan trọng trong giá của một chi tiết.
Ưu điểm và nhược điểm của máy in 3D so với máy phay CNC
Máy in 3D và các máy phay CNC đều linh hoạt và hữu ích, và mỗi máy vượt trội ở
các nhiệm vụ khác nhau. Mỗi máy đều có công việc phù hợp hơn và đều có công việc
mà nó sẽ là lựa chọn không tốt. Vậy ưu và khuyết điểm của mỗi cái là gì? Khi nào bạn
nên sử dụng cái này so với cái kia?
Giá cả
Sự khác biệt rõ ràng nhất, đối với bất cứ ai mua một máy in 3D hoặc máy CNC, sẽ là
chi phí. Máy in 3D tiêu dùng có thể mua được dưới $ 1,000, trong khi các máy phay
CNC có khả năng gia công kim loại như nhôm và thép hiếm khi rẻ hơn $ 5,000 (và
thường là nhiều hơn). Tuy nhiên, các máy phay CNC chức năng ít hơn có khả năng
phay các vật liệu mềm như gỗ (thường rẻ hơn $ 2,000).
Sự khác biệt về chi phí chủ yếu là do động cơ điện công suất cao đắt tiền cần thiết cho
trục chính CNC, các hệ thống làm mát cần thiết khi phay kim loại và các máy phay
CNC yêu cầu bộ khung phải thật chắc chắn. Máy in 3D thì cần nhiều chi tiết ít tốn
kém hơn.
Ngoài giá của máy, có những chi phí khác cần xem xét. Các máy phay CNC yêu cầu
các đầu phay, cần được thay thế sau khi chúng bị mòn. Hầu hết người yêu thích CNC
thích có một loạt các đầu phay, với nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau cho các
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
công việc khác nhau. Mặt khác, máy in 3D thường chỉ yêu cầu mua sản phẩm hoàn
chỉnh.
Nếu bạn muốn chuyển đổi một máy phay CNC sang một máy in 3D, nó tương đối rẻ
tiền, thường chỉ có vài trăm đô la.
Mẹo nhỏ
Mặc dù máy in 3D không yêu cầu các phụ kiện tiêu hao đắt tiền như các máy phay,
nhưng bạn nên cân nhắc chi phí của dây nhựa. Hầu hết mọi người mua nhiều cuộn dây
nhựa với nhiều màu sắc và vật liệu khác nhau. Chi phí này có thể đáng kể, đặc biệt là
đối với các loại nhựa đặc biệt.
Phần Hình học
Một trong những lợi thế lớn nhất mà máy in 3D cung cấp là khả năng tạo ra các khối
hình học phức tạp. Có những chi tiết chỉ có thể in 3D mà không thể tạo ra từ các
phương pháp sản xuất truyền thống. Cách mà máy in 3D tạo các chi tiết từ các lớp
nghĩa là khối hình học bên trong có thể được tạo dễ dàng như khối hình học bên
ngoài, và bạn không thể thực hiện được với bất kỳ phương pháp sản xuất nào khác.
Một ví dụ dễ hiểu về điều này là một khối lập phương đơn giản với một quả cầu rỗng
ở trung tâm. Không có phương pháp sản xuất nào khác có khả năng sản xuất một sản
phẩm như vậy, nhưng đó là một nhiệm vụ bình thường đối với máy in 3D. Thực tế,
không khó khăn để một máy in 3D tạo ra một sản phẩm như thế hơn là tạo ra một khối
lập phương đặt.
Khả năng này giúp hiện thực hóa những thứ trước đây được coi là không khả thi hoặc
đơn giản là không thể. Bạn thậm chí có thể in hai (hoặc nhiều hơn) các chi tiết đã
được lắp ráp, cho phép bạn tạo các mạch không thể thực hiện được với bất kỳ công cụ
sản xuất nào khác.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Một chi tiết chỉ có thể được tạo bằng máy in 3D.
Thậm chí nhiều chi tiết truyền thống dễ dàng hơn khi tạo bằng máy in 3D. Ví dụ: các
chi tiết có các tính năng ở tất cả các mặt không thể gia công trên máy phay CNC ba
trục tiêu chuẩn mà không cần thêm công đoạn nào. Chi tiết sẽ phải được xoay sang
phía bên kia, hoặc trục thứ tư phải được thêm vào máy phay để quay chi tiết (đó là
một bổ sung khá đắt tiền).
Tuy nhiên, máy in 3D có những hạn chế về loại hình chúng có thể xử lý (đặc biệt là
máy in FFF của người tiêu dùng). Những hạn chế này thường liên quan đến các chi
tiết nhọn trong sản phẩm. Nhưng điều đó có thể khắc phục bằng cách in chi tiết hỗ trợ
mà sau này có thể gỡ bỏ.
Sự thật thú vị
Máy in 3D với hai hoặc nhiều đầu đùn có thể sử dụng một trong những đầu đùn chỉ để
in chi tiết hỗ trợ. Chi tiết hỗ trợ này thường là một loại sợi đặc biệt được sản xuất
riêng cho việc này. Một khi in xong, nó có thể được ngâm trong một bồn hóa chất, để
liên kết các vật liệu hỗ trợ đến sản phẩm. Một thiết lập như vậy sẽ có khả năng tạo ra
hầu như bất kỳ hình dạng nào có thể tưởng tượng được.
Các vấn đề về vật liệu
Như tôi đã giải thích trong phần trước, các máy phay CNC có khả năng gia công nhiều
hơn nhiều so với những gì máy in 3D có thể in. Máy in 3D tiêu dùng được giới hạn
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
trong các loại nhựa khác nhau, trong khi các máy phay CNC có thể gia công các vật
liệu phổ biến nhất (với thiết lập phù hợp).
Nhưng trong thực tế nó thực sự không đơn giản. Chi phí của vật liệu chắc chắn là một
điều đáng quan tâm. Các khối vật liệu có thể gia công bằng máy phay CNC khá đắt
và phải được mua hoặc cắt theo các kích cỡ cần thiết. Nếu chi tiết bạn đang tạo không
có kích thước phù hợp với khối vật liệu, có thể rất nhiều chi tiết sẽ bị lãng phí.
Việc phay các vật liệu khác nhau cũng yêu cầu phải lắp đặt máy phay CNC phù hợp
cho vật liệu đó. Đầu phay, hệ thống làm mát và thậm chí cả khung của máy phay CNC
cũng cần phải chính xác cho vật liệu đó. Đây là lý do tại sao các máy phay ít tốn kém
hơn khi chúng chỉ cần cắt được các vật liệu mềm, và tốn kém hơn khi nó cần cắt vật
liệu cứng như thép. Mỗi vật liệu cũng đòi hỏi các thiết lập phay khác nhau, và phải
mất kinh nghiệm và kiến thức để phay đúng cách nhiều loại vật liệu.
Ngược lại, máy in 3D thường chỉ yêu cầu bạn điều chỉnh một vài cài đặt (cụ thể là
nhiệt độ) khi chuyển đổi giữa các vật liệu khác nhau. Nói một cách đơn giản, in 3D dễ
dàng hơn nhiều và độ khó ít hơn phay CNC. Các máy phay CNC chắc chắn có lợi thế
về tính linh hoạt của vật liệu, nhưng tính linh hoạt đó khó đạt được.
Bề mặt hoàn thiện
Phần cuối cùng của một chi tiết là bề mặt hoàn thiện, chủ yếu về cách làm mịn bề mặt
này. Trong một thiết lập sản xuất, bề mặt có một ý nghĩa hơi khác nhau. Đối với các
chi tiết sản xuất, bề mặt nhẵn không phải lúc nào cũng cần thiết. Đôi khi tốt hơn bạn
nên hoàn thiện với bề mặt thô ráp, đánh bóng hoặc làm mờ. Đây là tất cả các loại bề
mặt hoàn thiện khác nhau và có nhiều loại khác.
Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, nhà sản xuất phải tạo ra sản phẫm với bề mặt
mịn và sau đó thêm quá trình xử lý bề mặt mong muốn. Nếu chúng ta sử dụng các chi
tiết bằng nhựa đúc như một ví dụ, quá trình này là một phần của việc tạo khuôn. Nếu
kết cấu mờ là mong muốn trên một chi tiết, quá trình xử lý đó phải được thực hiện
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
w
w
w
.advancecad.edu.vn
trên bề mặt khuôn. Trong trường hợp này, khuôn được làm mịn nhất có thể, và sau đó
xử lý sản phẩm (bằng máy với chà nhám hoặc với khắc hóa học).
Trong hầu hết các trường hợp, khuôn hoặc chi tiết lý tưởng là mịn nhất có thể, và sau
đó xử lý bề mặt được thêm vào. Lý do nó được thực hiện theo cách đó là tránh làm
xuất hiện các hiện vật ngoài ý muốn lên bề mặt. Và vì vậy, bạn có thể đạt được độ mịn
bề mặt hoàn thiện nhất có thể khi tạo một chi tiết.
Tạo ra bề mặt trơn tru thường là một vấn đề đơn giản với một máy phay CNC. Rất
tiếc, đây không phải là trường hợp thuận tiện với máy in 3D và có lẽ là một trong
những lý do chính khiến in 3D không phổ biến hơn trong sản xuất .
Như tôi đã giải thích trước đây, bản chất của in 3D làm cho các các đường không
mong muốn xuất hiện trên bề mặt. Cách máy in 3D tạo các chi tiết bằng cách thêm các
lớp hầu như đảm bảo rằng sự khác biệt nhỏ giữa các lớp đó sẽ xuất hiện. Các máy in
3D cao cấp (không phải FFF) được sử dụng trong các thiết lập chuyên nghiệp có thể
đạt được bề mặt nhẵn mịn, nhưng những loại máy in đó nằm ngoài tầm với của người
tiêu dùng. Chi phí cao của chúng cũng làm cho chúng không thực tế đối với bất kỳ
loại sản xuất nào, ngay cả đối với các công ty có thể chi trả.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Chương 5: Kết cấu và ảnh hưởng của khung tới chất lượng in3D
Nội dung chính
 Máy in 3D hệ Descartes ( loại máy prusa)
 Tầm quan trọng của độ cứng khung
 Chọn máy in đúng kích cỡ mà bạn cần
Lưu ý: Bài viết nằm trong chương 5 của sách Hướng dẫn công nghệ in3D cho người
mới bắt đầu, sách sắp được xuất bản trên Ứng Dụng Máy Tính dot com
Khung của một máy in 3D là phần để lắp ráp những bộ phận khác lên, làm cho nó trở
thành một yếu tố rất quan trọng trong chất lượng của chi tiết in. Máy in được xây
dựng theo nhiều cách khác nhau và tất cả các kết cấu và vật liệu lắp ráp khác nhau tạo
nên sự khác biệt. Để hiểu tại sao, tốt nhất là bắt đầu bằng cách tìm hiểu cách khung
máy in 3D thường được lắp ráp.
Trong chương này, tôi giới thiệu qua cấu tạo dạng Descartes của máy in 3D, kỹ thuật
lắp ráp và tầm quan trọng của kích thước khi nói đến máy in 3D của bạn.
Máy in hệ Descartes
Khi nói đến máy in 3D, kết cấu thể hiện cách máy in được thiết kế để di chuyển trong
không gian ba chiều. Kết cấu đó có thể đạt được theo nhiều cách khác nhau, nhưng
cách phổ biến nhất là kết cấu Descartes. Những máy in này được đặt tên theo hệ tọa
độ Descartes, đó là cách cơ bản nhất để xác định một điểm trong không gian 3D. Hệ
tọa độ này bạn đã sử dụng trong giờ toán ở trường: một điểm được xác định bởi tọa độ
X và tọa độ Y trên một mặt phẳng 2D. Với hệ thống tọa độ 3D Descartes, bạn chỉ cần
thêm trục Z để xác định độ cao của điểm đó.
ĐỊNH NGHĨA
Descartes là một tính từ được sử dụng để mô tả những điều liên quan đến René
Descartes, một nhà toán học và triết gia người Pháp. Nhiều đóng góp của ông cho toán
học là lý do hệ thống tọa độ Descartes được đặt theo tên ông (mặc dù ông không chịu
trách nhiệm về sự phát triển của nó).
Máy in 3D Descartes sử dụng nguyên tắc cơ bản tương tự để di chuyển đầu đùn đến
một điểm cụ thể. Chúng có các cơ chế di chuyển trong trục X, trục Y và trục Z, cho
phép chúng xác định đầu đùn ở bất kỳ đâu trong không gian 3D. Ví dụ, nếu đầu đùn
cần di chuyển từ điểm [10, 10, 10] (X, Y, Z) sang [20, 5, 10], đó là vấn đề đơn giản
khi tịnh tiến trục X 10 đơn vị và trục Y 5 đơn vị.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Máy in 3D với cách bố trí Descartes đến nay là phổ biến nhất, cả trong thị trường tiêu
dùng và thị trường chuyên nghiệp, rất có thể do sự đơn giản về toán học liên quan đến
việc kiểm soát chuyển động của chúng. Các loại kết cấu khác, như máy in Delta, yêu
cầu sử dụng lượng giác để điều chỉnh cho một động tác đơn giản trên một trục đơn.
Máy in Descartes cũng có vẻ dễ dàng hơn cho mọi người hiểu bởi vì chúng phản chiếu
hệ tọa độ Descartes được sử dụng trong các chương trình CAD (xem Chương 15).
Cách máy in 3D Cartesian được chế tạo ( lắp ráp)
Mặc dù cách máy in 3D Cartesian xử lý định vị khá đơn giản, công trình thực tế của
chúng có thể khá đa dạng. Trục X, Y và Z chỉ là cách để đầu đùn di chuyển tương đối
so với bàn in. Các bộ phận thực sự di chuyển có thể hoàn toàn khác nhau giữa các
máy in. Một mô hình máy in 3D có thể di chuyển bàn in theo trục X và Y, và chuyển
động đầu đùn theo trục Z. Một máy in khác có thể di chuyển bàn in theo trục Y, và di
chuyển đầu đùn theo trục X và Z.
Máy in 3D này có phần đế di chuyển theo trục Y và một thanh đẩy đầu đùn di chuyển
theo các trục X và Z.
Thiết lập phổ biến nhất hiện nay dường như là để bàn in chuyển động theo một hướng
(X hoặc Y) và đầu đùn di chuyển theo trục Z và hướng còn lại (hoặc X hoặc Y).
Nhưng điều này không phải là một quy tắc, và nó chưa hẵn là phương pháp tốt nhất.
Nó là phương pháp chủ yếu vì điều tốt nhất phụ thuộc vào các ưu tiên của bạn và
những gì bạn đang cố gắng đạt được.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Xem xét kết cấu Descartes
Vậy tại sao các nhà sản xuất máy in 3D sử dụng các kết cấu Descartes khác nhau? Nó
có quan trọng với bạn không? Câu trả lời ngắn cho câu hỏi đầu tiên là một nhà sản
xuất máy in 3D có thể đang cố gắng tạo sự khác biệt với nhà sản xuất khác. Kết cấu cụ
thể mà họ chọn để sử dụng có thể ảnh hưởng đến chi phí của máy in, chất lượng của
bản in, tốc độ mà nó có thể in, kích thước tổng thể của máy in và khó khăn trong việc
sản xuất nó.
Chi phí thường là yếu tố rõ ràng nhất và nó chắc chắn đáng chú ý đối với cả nhà sản
xuất và khách hàng. Chi phí thay đổi giữa các thiết lập khác nhau do các vật liệu cần
thiết và động cơ khác nhau. Nếu tất cả các chuyển động được thực hiện bằng cách làm
nóng trong khi bàn in vẫn đứng yên, động cơ trục Z sẽ cần phải rất tốt để nâng trọng
lượng tất cả các thành phần của trục X và Y. Và tất nhiên, nếu một kết cấu cụ thể sử
dụng nhiều vật liệu hơn trong cấu trúc của nó, nó sẽ tốn nhiều tiền hơn.
Chất lượng của các bản in và tốc độ mà máy in có thể in cũng có liên quan đến nhau.
Nói chung, tốc độ in bị giới hạn bởi chất lượng in. Hầu hết các máy in đều có khả
năng di chuyển nhanh hơn nhiều so với thực tế in. Vấn đề là máy in có thể di chuyển
nhanh như thế nào trong khi vẫn duy trì chất lượng in được chấp nhận. Hai điều này
phần lớn được xác định bởi khối lượng có thể di chuyển và cách khung máy in có thể
xử lý sự quá tải của khối lượng đó.
Chất lượng in bị ảnh hưởng bởi khối lượng di chuyển vì quán tính. Nếu bạn nhớ bài
học vật lý của mình, bạn sẽ nhớ lại rằng quán tính tăng tương ứng với khối lượng.
Quán tính là lực cản của khối lượng thay đổi trạng thái chuyển động hiện tại của nó.
Lý do điều này ảnh hưởng đến chất lượng in khá đơn giản: nếu bạn đang in theo một
hướng và cần thay đổi hướng (ví dụ, khi bạn đến một góc), quán tính sẽ chống lại thay
đổi đó. Và bởi vì quán tính có liên quan đến khối lượng, sự thay đổi hướng sẽ khó
khăn hơn khi có thêm khối lượng. Vì vậy, máy in sẽ có xu hướng vượt qua góc, dẫn
đến chất lượng in kém ở góc đó.
Đây là lý do tại sao tốc độ cũng là một yếu tố quan trọng. Nếu khối lượng di chuyển
nhanh trên trục đó, máy in có thể không thể đến góc đó nhanh chóng ở tốc độ cao.
Nhưng ở tốc độ thấp hơn, quán tính sẽ bị giảm, dẫn đến chất lượng in tốt hơn. Bài học
ở đây là bạn có thể in ở tốc độ nhanh hơn khi khối lượng di chuyển được giảm xuống
trong khi duy trì chất lượng in giống nhau.
Sự thật thú vị
Sai lệch khi in (một sự chậm trễ không mong muốn trong chuyển động khi thay đổi
hướng) tạo ra một số hiệu ứng tương tự với những hiệu ứng do độ cứng kém, nhưng là
một hiện tượng riêng biệt với một nguyên nhân khác biệt.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Do sự lỏng lẻo trong các chỗ nối của các hệ thống chuyển động tuyến tính được sử
dụng trên máy in 3D. Khi có sự lỏng lẻo đó, có một sự chậm trễ nhỏ trước khi hệ
thống được tham gia khi chuyển động của trục được thay đổi.
Nhưng điều đó có liên quan gì đến kết cấu cụ thể được sử dụng cho một máy in 3D đã
cho? Nó có nghĩa là các nhà sản xuất máy in cố gắng giảm khối lượng di chuyển trên
trục X và Y, đó là lý do tại sao chuyển động đó thường được đặt giữa đầu đùn và bàn
in. Bằng cách đó, một trục chỉ xử lý khối lượng và quán tính của đầu đùn, trong khi
trục kia chỉ phải xử lý khối lượng và quán tính của bàn in. Điều này cho phép bạn in ở
tốc độ cao hơn trong khi vẫn duy trì chất lượng in có thể chấp nhận được.
Kích thước của máy in cũng bị ảnh hưởng trực tiếp bởi kết cấu được chọn, đặc biệt
khi bạn xem xét tổng diện tích cần thiết của máy in khi bàn in chuyển động. Nếu bàn
in được di chuyển theo cả hai trục X và Y, máy in sẽ cần gấp bốn lần diện tích của
một bàn in cố định. Điều này đơn giản là vì mỗi trục sẽ gấp hai lần đế để đầu đùn
chạm tới mọi điểm trên đế. Vì vậy, nếu mục đích là để sản xuất một máy in 3D nhỏ
gọn chiếm ít không gian bàn làm việc, một chiếc đế cố định với tất cả chuyển động
được thực hiện bởi đầu đùn sẽ là lý tưởng. Tất nhiên, điều đó sẽ dẫn đến rất nhiều
khối lượng di chuyển, và tốc độ in sẽ thấp hơn.
Sự khác biệt về kích thước giữa Printrbot Simple (trái) và LulzBot TAZ 4 (bên phải).
Tuy nhiên, lưu ý rằng Printrbot có đế 6 x 6 inch, trong khi LulzBot có đế 12 x 12 inch.
Tất cả những điều này ảnh hưởng đến độ khó khi xây dựng máy in. Việc thiết kế một
máy in 3D phức tạp hơn, nó sẽ mất bao lâu để nhà sản xuất lắp ráp nó (hoặc bạn, nếu
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
w
w
w
.advancecad.edu.vn
bạn mua một bộ kit rời). Giữa điều này và tất cả các yếu tố liên quan, rõ ràng là các
nhà sản xuất máy in 3D có rất nhiều điều cần cân nhắc khi thiết kế máy in.
Nhưng bạn có nên quan tâm đến kết cấu mà một mô hình cụ thể sử dụng không? Nó
không quan trọng, vì những lý do tôi đã nêu qua trong phần này. Nhưng thật khó để
xác định các kết quả thực tế chỉ dựa trên kết cấu. Đó là bởi vì những thứ như quán tính
và động lượng có thể được khắc phục, và một trong những cách tốt nhất để làm điều
đó là sử dụng một khung chất lượng cao.
Tầm quan trọng của xây dựng khung
Cách máy in 3D thực sự được xây dựng là một trong những yếu tố quan trọng nhất khi
nói đến chất lượng in và độ chính xác. Mỗi phần khác của máy in có thể hoàn hảo,
nhưng nếu khung được xây dựng kém, kết quả sẽ in ra sản phẩm rất kém.
Khung máy in 3D không chỉ để cố định các bộ phận khác với nhau; nó cũng phải giữ
cho chúng ổn định và liên kết. Nó phải giữ cho các lực của động lượng và quán tính
gây ra bởi khối lượng cò thể di chuyển xung quanh các trục của máy in, cũng như giữ
cho trục thẳng hàng mọi lúc và duy trì hiệu chuẩn của máy in dưới sự sai lệch của
chuyển động liên tục và độ rung.
Độ cứng, ảnh hưởng đến chất lượng và độ tin cậy
Đặc điểm quan trọng nhất của khung máy in 3D là độ cứng vững. Tính linh hoạt trong
khung là kẻ thù lớn nhất về chất lượng in. Nếu có bất kỳ độ cong nào trong khung,
động lượng của các bộ phận chuyển động sẽ dẫn đến chất lượng in kém, trừ khi bạn in
ở tốc độ chậm.
Độ chính xác cũng bị ảnh hưởng bởi độ cứng vững của khung. Máy in 3D yêu cầu
hiệu chuẩn để tạo ra các bản in chất lượng cao. Hiệu chuẩn bao gồm thiết lập chiều
cao Z trong một “khu vực Goldilocks.” Nếu chiều cao Z là quá cao, lớp đầu tiên sẽ
không tuân thủ đúng cách bàn in; nếu quá thấp, bạn sẽ không thể tạo ra đường nét rõ
ràng và chắc chắn.
Phạm vi chấp nhận được đối với chiều cao Z là rất nhỏ; thông thường, nó cần phải
nằm trong khoảng 1/20 milimet để cho ra kết quả tốt. Chiều cao Z nằm ngoài phạm vi
đó sẽ dẫn đến các bản in không hoàn thiện hoặc kém chất lượng. Để tránh phải thường
xuyên hiệu chỉnh chiều cao Z, máy in 3D phải có khả năng duy trì hiệu chuẩn của bạn
trong một thời gian dài. Khung linh hoạt hoặc lỏng lẻo sẽ làm cho điểm dừng Z, các
thành phần trục Z hoặc đầu đủn của bạn di chuyển nhẹ theo thời gian. Chuyển động
nhẹ đó có nghĩa là bạn sẽ phải liên tục hiệu chỉnh lại máy in của mình để được kết quả
tốt.
Những yếu tố tạo nên khung chất lượng
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Bây giờ bạn đã biết tại sao điều quan trọng đối với khung là độ cứng, nhưng điều gì
tạo nên một khung chất lượng cao và chắc chắn? Khung chắc chắn có một vài điểm
chung:
Thiết kế cấu trúc khung: Thiết kế cấu trúc khung máy in 3D là một chủ đề khá phức
tạp. Do sự phức tạp liên quan đến việc thiết kế cấu trúc khung được tối ưu hóa bằng
độ cứng, rất nhiều nhà sản xuất máy in 3D sử dụng phương pháp tiếp cận bằng cách
sử dụng vật liệu nặng cho khung. Cách tốt nhất để chắc chắn rằng bạn có khung chắc
chắn nhất có thể là làm cho nó khép kín hoàn toàn, với mỗi mảnh khung được lắp ở cả
hai đầu đến một phần khác của khung. Các thiết kế độc đáo khác vẫn có thể mang lại
kết quả tốt, nhưng khó khăn về kỹ thuật khiến chúng ít phổ biến hơn.
Mẹo nhỏ
Trực giác của bạn có thể là công cụ tốt nhất khi nói đến việc xác định chất lượng của
khung.
Lý tưởng nhất, bạn hãy đặt tay lên máy in và cảm nhận xem nó như thế nào. Nếu bạn
có thể lung lây nó bằng tay, có lẽ đó không phải là một lựa chọn tốt. Nhưng chỉ cần
nhìn vào nó cũng sẽ cho bạn một ý tưởng hay: nó trông đẹp và chắc chắn, thì có lẽ
chiếc máy đó ổn.
Các liên kết giữa các thành phần khung: Ngay cả thiết kế khung khéo léo nhất cũng sẽ
thất bại nếu khung được cố định bằng băng keo. Phần khung nên được lắp với nhau
với một vật liệu có thể ngăn cản độ cong của khung, trong khi các bộ phận cần được
thiết kế để chống lại độ cong với tất cả các hướng. Một đầu nối 90 độ bằng kim loại
phẳng đơn giản sẽ hổ trợ chống lại sự dịch chuyển và chuyển động song song với mặt
phẳng của nó nhưng sẽ làm một công việc kém khi một lực vuông góc sinh ra trên mặt
phẳng đó. Để chống lại các lực theo mọi hướng, các đầu nối phải là chi tiết 3D thay vì
phẳng. Hoặc, nếu sử dụng các đầu nối phẳng, hai đầu nối phải được sử dụng cùng
nhau theo phương vuông góc nhau.
Các vật liệu khung: Về bản chất: vật liệu cứng khá tốt. Kim loại tốt hơn gỗ. Thép tốt
hơn (nhưng nặng hơn) so với nhôm. Nhựa có thể ổn nếu đó là một loại nhựa chất
lượng cao và khung được thiết kế tốt.
Hiệu suất tốt nhất có thể đạt được với khung lớn, nặng bằng gang. Đây là các loại
khung được sử dụng trong các công cụ máy hạng nặng, vì chúng cực kỳ cứng và chắc
chắn. Tuy nhiên, trọng lượng và chi phí làm cho chúng không thực tế để sử dụng
trong máy in 3D (đặc biệt là cho máy in để bàn).
Một vật liệu khung an toàn và phổ biến là thanh nhôm T-khe. Đây là vật liệu kết cấu
chất lượng cao được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Nó phổ biến
trong việc xây dựng máy in 3D vì nó khá rẻ, dễ tìm với tất cả các loại kích cỡ, dễ làm
việc và lắp các bộ phận, và khá chắc chắn đối với trọng lượng của nó.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Thanh nhôm T-slot là một vật liệu xây dựng rất linh hoạt được sử dụng trong một loạt
các ứng dụng, bao gồm cả khung máy in 3D như thế này.
Mẹo nhỏ
Thanh nhôm T-slot có nhiều kích cỡ và hình dạng. Máy in 3D thường sử dụng kích
thước 20 × 20mm rất phổ biến, đủ ứng dụng. Nhưng kích thước lớn hơn sẽ tốt hơn để
tăng độ chắc chắn của từng thanh (giả sử thiết kế tổng thể là như nhau).
Gỗ cũng được sử dụng khá thường xuyên, chủ yếu là bởi vì nó rẻ và dễ cắt laser và dễ
gia công. Tuy nhiên, gỗ có lẽ không phải là vật liệu tốt nhất để sử dụng trong in 3D.
Thật khó để đạt được và duy trì độ chính xác trong các bộ phận bằng gỗ, đặc biệt là vì
chúng có thể nở ra hoặc co lại khi có độ ẩm. Gỗ cũng có xu hướng ít linh hoạt, mà
như bạn biết đó là một điều không tốt.
Khung nhựa và tấm kim loại có thể chấp nhận được miễn là chúng được thiết kế tốt.
Chúng nên được đóng hộp hoàn toàn và tốt hơn là tăng độ bền. Khung nhựa nên được
làm từ một loại nhựa cứng và nhắc chắn, và acrylic (mica) trở thành một lựa chọn phổ
biến.
Vấn đề kích cỡ
Bây giờ tôi có thể chuyển sang một chủ đề đơn giản hơn: kích thước của máy in.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Không thể phủ nhận lợi ích của một máy in 3D lớn. Máy in càng lớn, các sản phẩm
bạn có thể in càng lớn. Có khả năng in các chi tiết lớn chắc chắn hữu ích hơn. Tuy
nhiên, kích thước của một máy in 3D ảnh hưởng nhiều hơn kích thước của các chi tiết
bạn có thể in.
Máy in càng lớn thì càng tốn nhiều tiền hơn. Điều này một phần là do sự gia tăng vật
liệu, nhưng đó không phải là lý do duy nhất. Máy in lớn hơn có nghĩa là khối lượng
lớn hơn, có nghĩa là máy in phải dùng động cơ mạnh hơn. Khối lượng bổ sung cũng
có nghĩa là khung cần phải chắc chắn hơn để chống lại độ cong, vênh. Các thanh trượt
phải bóng hơn (xem Chương 6 để biết thêm về các thanh trượt) cũng cần phải dày hơn
để chúng không bị cong.
Động cơ mạnh và bàn nhiệt lớn hơn sẽ cần nhiều năng lượng hơn. Điều đó không chỉ
có nghĩa là bạn cần một nguồn cung cấp năng lượng lớn hơn để cung cấp cho chúng,
nó cũng có nghĩa là bạn có thể cần các thiết bị điện tử điều khiển đặc biệt có thể xử lý
tải.
Lắp tất cả lại với nhau và có rất nhiều chi phí liên quan đến việc tăng kích thước của
máy in 3D. Sau đó, kích thước thường là yếu tố lớn nhất làm thay đổi giá của máy in
FFF 3D của người tiêu dùng.
Tất nhiên, giá có thể không phải là nhược điểm duy nhất đối với các máy in 3D lớn.
Tùy thuộc vào bao nhiêu không gian bạn có sẵn, bạn có thể không có đủ chỗ để một
máy in 3D lớn. Một máy in nhỏ đặt thoải mái ở góc bàn của bạn có thể phù hợp hơn.
Để tìm ra máy in cỡ nào phù hợp với bạn, bạn nên tự hỏi mình có khả năng in những
vật cỡ nào. Các bộ phận lớn có thể mất rất nhiều thời gian để in, sử dụng rất nhiều vật
liệu và tăng khả năng thất bại của bạn trong khi in – không có gì tệ hơn chi tiết in 24
giờ bị hỏng 1 giờ trước khi hoàn thành. Nhưng tính hữu ích của một chiếc máy in lớn
là khó có thể phủ nhận. Khả năng in các bộ phận lớn khi cần thiết rất tiện dụng và sẽ
có khả năng in các chi tiết nhỏ trong thời gian còn lại.
Mẹo nhỏ
Cho dù bạn đang tìm hiểu máy in cỡ nào, hãy xem những chiếc máy có khung đẹp và
chắc chắn. Chú ý đến cách bố trí và tìm kiếm bất kỳ sai sót nào trên máy in, chẳng hạn
như bàn in hoặc đầu đùn di chuyển trên cả hai trục. Nhìn vào toàn bộ máy in, không
chỉ các bộ phận riêng lẻ, để xác định chất lượng của nó.
Tóm tắt
Máy in 3D Descartes có các cơ chế di chuyển theo trục X, trục Y và trục Z, cho phép
chúng định vị điểm nóng ở bất kỳ đâu trong không gian 3D.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
Độ cứng là rất quan trọng trong thiết kế máy in 3D. Các khung có cong, vênh sẽ cho
chất lượng in kém hoặc có thể in chậm.
Máy in càng lớn, các bộ phận bạn có thể in càng lớn. Tuy nhiên, máy in lớn hơn có
chi phí nhiều hơn.
Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
w
w
w
.advancecad.edu.vn
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu
Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu

More Related Content

What's hot

Tổng hợp mạch Logic tuần tự bằng phương pháp Grafcet
Tổng hợp mạch Logic tuần tự bằng phương pháp GrafcetTổng hợp mạch Logic tuần tự bằng phương pháp Grafcet
Tổng hợp mạch Logic tuần tự bằng phương pháp GrafcetMan_Ebook
 
Bài giảng Chi Tiết Máy Full - TNUT
Bài giảng Chi Tiết Máy Full - TNUTBài giảng Chi Tiết Máy Full - TNUT
Bài giảng Chi Tiết Máy Full - TNUTMinh Đức Nguyễn
 
Tài liệu thiết kế khuôn dập 3D Quickpress
Tài liệu thiết kế khuôn dập 3D QuickpressTài liệu thiết kế khuôn dập 3D Quickpress
Tài liệu thiết kế khuôn dập 3D QuickpressTrung tâm Advance Cad
 
Bài giảng Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 - TNUT - k50
Bài giảng Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 - TNUT - k50Bài giảng Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 - TNUT - k50
Bài giảng Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 - TNUT - k50Minh Đức Nguyễn
 
Trinh bay ban ve chi tiet drawing tren creo
Trinh bay ban ve chi tiet  drawing tren creoTrinh bay ban ve chi tiet  drawing tren creo
Trinh bay ban ve chi tiet drawing tren creoCửa Hàng Vật Tư
 
Đồ án máy công cụ -May tien t616
Đồ án máy công cụ -May tien t616Đồ án máy công cụ -May tien t616
Đồ án máy công cụ -May tien t616Cơ Khí Chế Tạo
 
Đồ án - ebook: Công nghệ SCAN 3D, Thiết kế ngược, in 3D nhanh
Đồ án - ebook: Công nghệ SCAN 3D, Thiết kế ngược, in 3D nhanhĐồ án - ebook: Công nghệ SCAN 3D, Thiết kế ngược, in 3D nhanh
Đồ án - ebook: Công nghệ SCAN 3D, Thiết kế ngược, in 3D nhanhIN 3D PLUS
 
Bài Giảng môn Máy Công Cụ - TNUT
Bài Giảng môn Máy Công Cụ - TNUT Bài Giảng môn Máy Công Cụ - TNUT
Bài Giảng môn Máy Công Cụ - TNUT Minh Đức Nguyễn
 
Thiết kế máy bào gỗ hai mặt.pdf
Thiết kế máy bào gỗ hai mặt.pdfThiết kế máy bào gỗ hai mặt.pdf
Thiết kế máy bào gỗ hai mặt.pdfMan_Ebook
 
Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án)
Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án) Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án)
Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án) nataliej4
 
Chuong 2. quy trinh cong nghe gia cong chi tiet dien hinh
Chuong 2. quy trinh cong nghe gia cong chi tiet dien hinhChuong 2. quy trinh cong nghe gia cong chi tiet dien hinh
Chuong 2. quy trinh cong nghe gia cong chi tiet dien hinhMai Chuong
 
Thuyết minh hiếu "đồ án công nghệ chế tạo máy"
Thuyết minh hiếu "đồ án công nghệ chế tạo máy"Thuyết minh hiếu "đồ án công nghệ chế tạo máy"
Thuyết minh hiếu "đồ án công nghệ chế tạo máy"Hiếu Ckm Spkt
 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯ...
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯ...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯ...
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯ...nataliej4
 
6 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ
6 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ6 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ
6 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụvienlep10cdt2
 
đồ án chi tiết máy-nguyễn hải sứ
đồ án chi tiết máy-nguyễn hải sứđồ án chi tiết máy-nguyễn hải sứ
đồ án chi tiết máy-nguyễn hải sứNguyễn Hải Sứ
 
Đồ án chi tiết máy _ 1 cấp bánh răng côn.
Đồ án chi tiết máy _ 1 cấp bánh răng côn.Đồ án chi tiết máy _ 1 cấp bánh răng côn.
Đồ án chi tiết máy _ 1 cấp bánh răng côn.Ngọc Hùng Nguyễn
 

What's hot (20)

Tổng hợp mạch Logic tuần tự bằng phương pháp Grafcet
Tổng hợp mạch Logic tuần tự bằng phương pháp GrafcetTổng hợp mạch Logic tuần tự bằng phương pháp Grafcet
Tổng hợp mạch Logic tuần tự bằng phương pháp Grafcet
 
luan van thac si nghien cuu thiet ke may in 3d chat lieu nhua
luan van thac si nghien cuu thiet ke may in 3d chat lieu nhualuan van thac si nghien cuu thiet ke may in 3d chat lieu nhua
luan van thac si nghien cuu thiet ke may in 3d chat lieu nhua
 
Bài giảng Chi Tiết Máy Full - TNUT
Bài giảng Chi Tiết Máy Full - TNUTBài giảng Chi Tiết Máy Full - TNUT
Bài giảng Chi Tiết Máy Full - TNUT
 
Tài liệu thiết kế khuôn dập 3D Quickpress
Tài liệu thiết kế khuôn dập 3D QuickpressTài liệu thiết kế khuôn dập 3D Quickpress
Tài liệu thiết kế khuôn dập 3D Quickpress
 
Bài giảng Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 - TNUT - k50
Bài giảng Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 - TNUT - k50Bài giảng Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 - TNUT - k50
Bài giảng Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 - TNUT - k50
 
Trinh bay ban ve chi tiet drawing tren creo
Trinh bay ban ve chi tiet  drawing tren creoTrinh bay ban ve chi tiet  drawing tren creo
Trinh bay ban ve chi tiet drawing tren creo
 
Đồ án máy công cụ -May tien t616
Đồ án máy công cụ -May tien t616Đồ án máy công cụ -May tien t616
Đồ án máy công cụ -May tien t616
 
Btl chi tiết máy
Btl chi tiết máyBtl chi tiết máy
Btl chi tiết máy
 
Đồ án - ebook: Công nghệ SCAN 3D, Thiết kế ngược, in 3D nhanh
Đồ án - ebook: Công nghệ SCAN 3D, Thiết kế ngược, in 3D nhanhĐồ án - ebook: Công nghệ SCAN 3D, Thiết kế ngược, in 3D nhanh
Đồ án - ebook: Công nghệ SCAN 3D, Thiết kế ngược, in 3D nhanh
 
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
 
Bài Giảng môn Máy Công Cụ - TNUT
Bài Giảng môn Máy Công Cụ - TNUT Bài Giảng môn Máy Công Cụ - TNUT
Bài Giảng môn Máy Công Cụ - TNUT
 
Thiết kế máy bào gỗ hai mặt.pdf
Thiết kế máy bào gỗ hai mặt.pdfThiết kế máy bào gỗ hai mặt.pdf
Thiết kế máy bào gỗ hai mặt.pdf
 
Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án)
Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án) Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án)
Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án)
 
Chuong 2. quy trinh cong nghe gia cong chi tiet dien hinh
Chuong 2. quy trinh cong nghe gia cong chi tiet dien hinhChuong 2. quy trinh cong nghe gia cong chi tiet dien hinh
Chuong 2. quy trinh cong nghe gia cong chi tiet dien hinh
 
Thuyết minh hiếu "đồ án công nghệ chế tạo máy"
Thuyết minh hiếu "đồ án công nghệ chế tạo máy"Thuyết minh hiếu "đồ án công nghệ chế tạo máy"
Thuyết minh hiếu "đồ án công nghệ chế tạo máy"
 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯ...
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯ...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯ...
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯ...
 
Đề tài: Tính toán và thiết kế hộp giảm tốc đồng trục hai cấp
Đề tài: Tính toán và thiết kế hộp giảm tốc đồng trục hai cấpĐề tài: Tính toán và thiết kế hộp giảm tốc đồng trục hai cấp
Đề tài: Tính toán và thiết kế hộp giảm tốc đồng trục hai cấp
 
6 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ
6 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ6 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ
6 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ
 
đồ án chi tiết máy-nguyễn hải sứ
đồ án chi tiết máy-nguyễn hải sứđồ án chi tiết máy-nguyễn hải sứ
đồ án chi tiết máy-nguyễn hải sứ
 
Đồ án chi tiết máy _ 1 cấp bánh răng côn.
Đồ án chi tiết máy _ 1 cấp bánh răng côn.Đồ án chi tiết máy _ 1 cấp bánh răng côn.
Đồ án chi tiết máy _ 1 cấp bánh răng côn.
 

Similar to Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu

Giao trinh autocad 2010
Giao trinh autocad 2010Giao trinh autocad 2010
Giao trinh autocad 2010CNC khac da
 
Giao trinh auto cad 2010
Giao trinh auto cad 2010Giao trinh auto cad 2010
Giao trinh auto cad 2010PixwaresVitNam
 
nơi nào làm tvc quảng cáo theo yêu cầu
nơi nào làm tvc quảng cáo theo yêu cầunơi nào làm tvc quảng cáo theo yêu cầu
nơi nào làm tvc quảng cáo theo yêu cầujim560
 
bảng giá làm phim quảng cáo bảo đảm
bảng giá làm phim quảng cáo bảo đảmbảng giá làm phim quảng cáo bảo đảm
bảng giá làm phim quảng cáo bảo đảmmarshall728
 
chuyên thiết kế video quảng cáo ấn tượng
chuyên thiết kế video quảng cáo ấn tượngchuyên thiết kế video quảng cáo ấn tượng
chuyên thiết kế video quảng cáo ấn tượngezra683
 
tư vấn làm tvc quảng cáo chuyên nghiệp
tư vấn làm tvc quảng cáo chuyên nghiệptư vấn làm tvc quảng cáo chuyên nghiệp
tư vấn làm tvc quảng cáo chuyên nghiệpalonzo884
 
dịch vụ thiết kế tvc quảng cáo giá tốt
dịch vụ thiết kế tvc quảng cáo giá tốtdịch vụ thiết kế tvc quảng cáo giá tốt
dịch vụ thiết kế tvc quảng cáo giá tốtzoraida153
 
Thiết kế 3D Autocad 2018
Thiết kế 3D Autocad 2018Thiết kế 3D Autocad 2018
Thiết kế 3D Autocad 2018Technical VN
 
chỗ nào làm tvc quảng cáo chất lượng cao
chỗ nào làm tvc quảng cáo chất lượng caochỗ nào làm tvc quảng cáo chất lượng cao
chỗ nào làm tvc quảng cáo chất lượng caochristene789
 
chuyên thiết kế video quảng cáo kiến trúc
chuyên thiết kế video quảng cáo kiến trúcchuyên thiết kế video quảng cáo kiến trúc
chuyên thiết kế video quảng cáo kiến trúcalysia330
 
công ty làm phim quảng cáo giá rẻ
công ty làm phim quảng cáo giá rẻcông ty làm phim quảng cáo giá rẻ
công ty làm phim quảng cáo giá rẻelenore392
 
dịch vụ thiết kế clip quảng cáo bảo đảm
dịch vụ thiết kế clip quảng cáo bảo đảmdịch vụ thiết kế clip quảng cáo bảo đảm
dịch vụ thiết kế clip quảng cáo bảo đảmwinfred805
 
Thiết kế khuôn nâng cao solidworks ( demo)
Thiết kế khuôn nâng cao solidworks ( demo)Thiết kế khuôn nâng cao solidworks ( demo)
Thiết kế khuôn nâng cao solidworks ( demo)Trung tâm Advance Cad
 
dịch vụ làm phim quảng cáo sáng tạo
dịch vụ làm phim quảng cáo sáng tạodịch vụ làm phim quảng cáo sáng tạo
dịch vụ làm phim quảng cáo sáng tạoroselia867
 
chỗ nào thiết kế tvc quảng cáo nhanh nhất
chỗ nào thiết kế tvc quảng cáo nhanh nhấtchỗ nào thiết kế tvc quảng cáo nhanh nhất
chỗ nào thiết kế tvc quảng cáo nhanh nhấtjame355
 
Tải giáo trình autocad 2018 tiếng Việt full bản chuẩn nhất 2020
Tải giáo trình autocad 2018 tiếng Việt full bản chuẩn nhất 2020Tải giáo trình autocad 2018 tiếng Việt full bản chuẩn nhất 2020
Tải giáo trình autocad 2018 tiếng Việt full bản chuẩn nhất 2020distributionCMC
 
Giáo trình Autocad 2018 tiếng Việt bản chuẩn nhất 2020
Giáo trình Autocad 2018 tiếng Việt bản chuẩn nhất 2020Giáo trình Autocad 2018 tiếng Việt bản chuẩn nhất 2020
Giáo trình Autocad 2018 tiếng Việt bản chuẩn nhất 2020PixwaresVitNam
 

Similar to Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu (20)

Auto cad 2010
Auto cad 2010Auto cad 2010
Auto cad 2010
 
Giao trinh autocad 2010
Giao trinh autocad 2010Giao trinh autocad 2010
Giao trinh autocad 2010
 
Giao trinh auto cad 2010
Giao trinh auto cad 2010Giao trinh auto cad 2010
Giao trinh auto cad 2010
 
Auto cad 2010
Auto cad 2010Auto cad 2010
Auto cad 2010
 
nơi nào làm tvc quảng cáo theo yêu cầu
nơi nào làm tvc quảng cáo theo yêu cầunơi nào làm tvc quảng cáo theo yêu cầu
nơi nào làm tvc quảng cáo theo yêu cầu
 
bảng giá làm phim quảng cáo bảo đảm
bảng giá làm phim quảng cáo bảo đảmbảng giá làm phim quảng cáo bảo đảm
bảng giá làm phim quảng cáo bảo đảm
 
chuyên thiết kế video quảng cáo ấn tượng
chuyên thiết kế video quảng cáo ấn tượngchuyên thiết kế video quảng cáo ấn tượng
chuyên thiết kế video quảng cáo ấn tượng
 
tư vấn làm tvc quảng cáo chuyên nghiệp
tư vấn làm tvc quảng cáo chuyên nghiệptư vấn làm tvc quảng cáo chuyên nghiệp
tư vấn làm tvc quảng cáo chuyên nghiệp
 
dịch vụ thiết kế tvc quảng cáo giá tốt
dịch vụ thiết kế tvc quảng cáo giá tốtdịch vụ thiết kế tvc quảng cáo giá tốt
dịch vụ thiết kế tvc quảng cáo giá tốt
 
Giáo trình Autocad 3D 2018
Giáo trình Autocad 3D 2018Giáo trình Autocad 3D 2018
Giáo trình Autocad 3D 2018
 
Thiết kế 3D Autocad 2018
Thiết kế 3D Autocad 2018Thiết kế 3D Autocad 2018
Thiết kế 3D Autocad 2018
 
chỗ nào làm tvc quảng cáo chất lượng cao
chỗ nào làm tvc quảng cáo chất lượng caochỗ nào làm tvc quảng cáo chất lượng cao
chỗ nào làm tvc quảng cáo chất lượng cao
 
chuyên thiết kế video quảng cáo kiến trúc
chuyên thiết kế video quảng cáo kiến trúcchuyên thiết kế video quảng cáo kiến trúc
chuyên thiết kế video quảng cáo kiến trúc
 
công ty làm phim quảng cáo giá rẻ
công ty làm phim quảng cáo giá rẻcông ty làm phim quảng cáo giá rẻ
công ty làm phim quảng cáo giá rẻ
 
dịch vụ thiết kế clip quảng cáo bảo đảm
dịch vụ thiết kế clip quảng cáo bảo đảmdịch vụ thiết kế clip quảng cáo bảo đảm
dịch vụ thiết kế clip quảng cáo bảo đảm
 
Thiết kế khuôn nâng cao solidworks ( demo)
Thiết kế khuôn nâng cao solidworks ( demo)Thiết kế khuôn nâng cao solidworks ( demo)
Thiết kế khuôn nâng cao solidworks ( demo)
 
dịch vụ làm phim quảng cáo sáng tạo
dịch vụ làm phim quảng cáo sáng tạodịch vụ làm phim quảng cáo sáng tạo
dịch vụ làm phim quảng cáo sáng tạo
 
chỗ nào thiết kế tvc quảng cáo nhanh nhất
chỗ nào thiết kế tvc quảng cáo nhanh nhấtchỗ nào thiết kế tvc quảng cáo nhanh nhất
chỗ nào thiết kế tvc quảng cáo nhanh nhất
 
Tải giáo trình autocad 2018 tiếng Việt full bản chuẩn nhất 2020
Tải giáo trình autocad 2018 tiếng Việt full bản chuẩn nhất 2020Tải giáo trình autocad 2018 tiếng Việt full bản chuẩn nhất 2020
Tải giáo trình autocad 2018 tiếng Việt full bản chuẩn nhất 2020
 
Giáo trình Autocad 2018 tiếng Việt bản chuẩn nhất 2020
Giáo trình Autocad 2018 tiếng Việt bản chuẩn nhất 2020Giáo trình Autocad 2018 tiếng Việt bản chuẩn nhất 2020
Giáo trình Autocad 2018 tiếng Việt bản chuẩn nhất 2020
 

More from Trung tâm Advance Cad

Tài liệu thiết kế Siemens NX9 cơ bản_cachdung.com
Tài liệu thiết kế Siemens NX9 cơ bản_cachdung.comTài liệu thiết kế Siemens NX9 cơ bản_cachdung.com
Tài liệu thiết kế Siemens NX9 cơ bản_cachdung.comTrung tâm Advance Cad
 
Sách vận hành Phay CNC Fanuc ( demo)
Sách vận hành Phay CNC Fanuc ( demo)Sách vận hành Phay CNC Fanuc ( demo)
Sách vận hành Phay CNC Fanuc ( demo)Trung tâm Advance Cad
 
Tài liệu vận hành CNC đời mới
Tài liệu vận hành CNC đời mớiTài liệu vận hành CNC đời mới
Tài liệu vận hành CNC đời mớiTrung tâm Advance Cad
 
Giao trinh lap trinh tien mastercam x9
Giao trinh lap trinh tien mastercam x9Giao trinh lap trinh tien mastercam x9
Giao trinh lap trinh tien mastercam x9Trung tâm Advance Cad
 
Giáo trình mô phỏng phân tích lực trên Autodesk Inventor
Giáo trình mô phỏng phân tích lực trên Autodesk InventorGiáo trình mô phỏng phân tích lực trên Autodesk Inventor
Giáo trình mô phỏng phân tích lực trên Autodesk InventorTrung tâm Advance Cad
 
Giáo trình thiết kế Mặt Siemens NX11
Giáo trình thiết kế Mặt Siemens NX11Giáo trình thiết kế Mặt Siemens NX11
Giáo trình thiết kế Mặt Siemens NX11Trung tâm Advance Cad
 
Giáo trình tự học Solidworks 2017
Giáo trình tự học Solidworks 2017Giáo trình tự học Solidworks 2017
Giáo trình tự học Solidworks 2017Trung tâm Advance Cad
 
Giáo trình tự học Autodesk Inventor mới nhất
Giáo trình tự học Autodesk Inventor mới nhấtGiáo trình tự học Autodesk Inventor mới nhất
Giáo trình tự học Autodesk Inventor mới nhấtTrung tâm Advance Cad
 
Hướng dẫn sử dụng Autocad Mechanical 2014
Hướng dẫn sử dụng Autocad Mechanical 2014Hướng dẫn sử dụng Autocad Mechanical 2014
Hướng dẫn sử dụng Autocad Mechanical 2014Trung tâm Advance Cad
 
Đề Thi mẫu Soldiworks quốc tế chuyên nghiệp_CSWP full 3 phần tại Advance CAD
Đề Thi mẫu Soldiworks quốc tế chuyên nghiệp_CSWP full 3 phần tại Advance CADĐề Thi mẫu Soldiworks quốc tế chuyên nghiệp_CSWP full 3 phần tại Advance CAD
Đề Thi mẫu Soldiworks quốc tế chuyên nghiệp_CSWP full 3 phần tại Advance CADTrung tâm Advance Cad
 
Giáo trình lắp ráp và xuất bản vẽ Solidworks 2016 hay nhất
Giáo trình lắp ráp và xuất bản vẽ Solidworks 2016 hay nhấtGiáo trình lắp ráp và xuất bản vẽ Solidworks 2016 hay nhất
Giáo trình lắp ráp và xuất bản vẽ Solidworks 2016 hay nhấtTrung tâm Advance Cad
 
Giáo trình xuất bản vẽ Autodesk Inventor 2015 ( Advance CAD)
Giáo trình xuất bản vẽ Autodesk Inventor 2015 ( Advance CAD)Giáo trình xuất bản vẽ Autodesk Inventor 2015 ( Advance CAD)
Giáo trình xuất bản vẽ Autodesk Inventor 2015 ( Advance CAD)Trung tâm Advance Cad
 
Lịch khai giảng năm 2017 Advance Cad
Lịch khai giảng năm 2017 Advance CadLịch khai giảng năm 2017 Advance Cad
Lịch khai giảng năm 2017 Advance CadTrung tâm Advance Cad
 
Thiết kế khuôn Cơ bản Siemens NX
Thiết kế khuôn Cơ bản Siemens NXThiết kế khuôn Cơ bản Siemens NX
Thiết kế khuôn Cơ bản Siemens NXTrung tâm Advance Cad
 

More from Trung tâm Advance Cad (20)

Tài liệu thiết kế Siemens NX9 cơ bản_cachdung.com
Tài liệu thiết kế Siemens NX9 cơ bản_cachdung.comTài liệu thiết kế Siemens NX9 cơ bản_cachdung.com
Tài liệu thiết kế Siemens NX9 cơ bản_cachdung.com
 
Sách vận hành Phay CNC Fanuc ( demo)
Sách vận hành Phay CNC Fanuc ( demo)Sách vận hành Phay CNC Fanuc ( demo)
Sách vận hành Phay CNC Fanuc ( demo)
 
Giáo trình tiện CNC ( demo)
Giáo trình tiện CNC ( demo)Giáo trình tiện CNC ( demo)
Giáo trình tiện CNC ( demo)
 
Tài liệu vận hành CNC đời mới
Tài liệu vận hành CNC đời mớiTài liệu vận hành CNC đời mới
Tài liệu vận hành CNC đời mới
 
Giao trinh lap trinh tien mastercam x9
Giao trinh lap trinh tien mastercam x9Giao trinh lap trinh tien mastercam x9
Giao trinh lap trinh tien mastercam x9
 
Tu thiet ke toi san xuat hang loat
Tu thiet ke toi san xuat hang loatTu thiet ke toi san xuat hang loat
Tu thiet ke toi san xuat hang loat
 
Giáo trình mô phỏng phân tích lực trên Autodesk Inventor
Giáo trình mô phỏng phân tích lực trên Autodesk InventorGiáo trình mô phỏng phân tích lực trên Autodesk Inventor
Giáo trình mô phỏng phân tích lực trên Autodesk Inventor
 
Thiet ke khuon solid works 2017
Thiet ke khuon solid works 2017Thiet ke khuon solid works 2017
Thiet ke khuon solid works 2017
 
Giáo trình thiết kế Mặt Siemens NX11
Giáo trình thiết kế Mặt Siemens NX11Giáo trình thiết kế Mặt Siemens NX11
Giáo trình thiết kế Mặt Siemens NX11
 
Giáo trình tự học Solidworks 2017
Giáo trình tự học Solidworks 2017Giáo trình tự học Solidworks 2017
Giáo trình tự học Solidworks 2017
 
Giáo trình cơ khí 3D Creo 4.0
Giáo trình cơ khí 3D Creo 4.0Giáo trình cơ khí 3D Creo 4.0
Giáo trình cơ khí 3D Creo 4.0
 
Giao trinh creo co ban
Giao trinh creo co banGiao trinh creo co ban
Giao trinh creo co ban
 
Giáo trình tự học Autodesk Inventor mới nhất
Giáo trình tự học Autodesk Inventor mới nhấtGiáo trình tự học Autodesk Inventor mới nhất
Giáo trình tự học Autodesk Inventor mới nhất
 
Hướng dẫn sử dụng Autocad Mechanical 2014
Hướng dẫn sử dụng Autocad Mechanical 2014Hướng dẫn sử dụng Autocad Mechanical 2014
Hướng dẫn sử dụng Autocad Mechanical 2014
 
Đề Thi mẫu Soldiworks quốc tế chuyên nghiệp_CSWP full 3 phần tại Advance CAD
Đề Thi mẫu Soldiworks quốc tế chuyên nghiệp_CSWP full 3 phần tại Advance CADĐề Thi mẫu Soldiworks quốc tế chuyên nghiệp_CSWP full 3 phần tại Advance CAD
Đề Thi mẫu Soldiworks quốc tế chuyên nghiệp_CSWP full 3 phần tại Advance CAD
 
Giáo trình lắp ráp và xuất bản vẽ Solidworks 2016 hay nhất
Giáo trình lắp ráp và xuất bản vẽ Solidworks 2016 hay nhấtGiáo trình lắp ráp và xuất bản vẽ Solidworks 2016 hay nhất
Giáo trình lắp ráp và xuất bản vẽ Solidworks 2016 hay nhất
 
Giáo trình xuất bản vẽ Autodesk Inventor 2015 ( Advance CAD)
Giáo trình xuất bản vẽ Autodesk Inventor 2015 ( Advance CAD)Giáo trình xuất bản vẽ Autodesk Inventor 2015 ( Advance CAD)
Giáo trình xuất bản vẽ Autodesk Inventor 2015 ( Advance CAD)
 
Lịch khai giảng năm 2017 Advance Cad
Lịch khai giảng năm 2017 Advance CadLịch khai giảng năm 2017 Advance Cad
Lịch khai giảng năm 2017 Advance Cad
 
Giáo trình cơ bản NX11
Giáo trình cơ bản NX11Giáo trình cơ bản NX11
Giáo trình cơ bản NX11
 
Thiết kế khuôn Cơ bản Siemens NX
Thiết kế khuôn Cơ bản Siemens NXThiết kế khuôn Cơ bản Siemens NX
Thiết kế khuôn Cơ bản Siemens NX
 

Giáo trình in3d cho người mới bắt đầu

  • 1. Chương 1: Giới thiệu công nghệ in3D Giới thiệu In 3D là hiện thực hóa các ý tưởng mà tất cả chúng ta đều muốn tự mình thực hiện. Chúng ta có thể không có ô tô bay hoặc robot giúp việc nhà, nhưng chúng ta có thể sử dụng thiết bị gần như huyền diệu có thể làm cho các ý tưởng của chúng ta trở thành hiện thực. Cách đây không lâu, một thiết bị như vậy được coi là xa vời, cứ ngỡ chỉ có trong khoa học viễn tưởng. Tôi không hài lòng khi in những ý tưởng tại nơi làm việc với máy in có sẵn, vì vậy tôi đã mua một máy in 3D. Đột nhiên, tôi có thể in bất cứ thứ gì tôi muốn bất cứ lúc nào. Nếu một số ý tưởng đột nhiên xuất hiện, tôi có thể thiết kế nó và in nó chỉ trong vài giờ. Thật tuyệt vời khi có thể tạo ra bất cứ điều gì mình có thể tưởng tượng. Và đó là những gì in 3D có thể làm cho bạn. Cảm giác tự hào bạn nhận được khi bản in đầu tiên của bạn được hoàn thành. Nụ cười trên khuôn mặt khi lần đầu tiên bạn nhìn thấy một trong những thiết kế của riêng bạn được thực hiện. Nếu bạn đang tìm cách thể hiện sự sáng tạo của mình, in 3D là câu trả lời. Cuốn sách này sẽ giúp bạn thông qua các phần trong cuốn sách. ĐỊNH NGHĨA Ngành in 3D có đầy đủ các thuật ngữ kỹ thuật và các từ có thể có ý nghĩa riêng trong in 3D. Các sidebar bao gồm các từ bạn không quen thuộc hoặc có nghĩa chuyên dùng trong in 3D. Ghi chú Mặc dù máy in 3D hiện là sản phẩm tiêu dùng an toàn khi dùng tại nhà nhưng chúng vẫn có thể làm bạn bị thương. Do đó, hãy chú ý đến các thanh sidebar cảnh báo, chúng cung cấp cho bạn thông tin an toàn và giúp bạn tránh vô tình làm hỏng máy in 3D của mình. Mẹo nhỏ Những lời khuyên này giúp bạn giải quyết các vấn đề nhanh hơn. Được đúc kết từ những lỗi tác giả đã gặp. FASCINATING FACT Tôi không thể đưa hết những thông tin thú vị vào phần chính của văn bản. Kiểm tra những điều này cho các thông tin thú vị, lịch sử và các thông tin khác liên quan đến in 3D. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 2. Tải tài liệu Gần đây bạn đã đăng nhập vào idiotsguides.com chưa? Nếu bạn chưa có tài khoản, hãy đăng ký tài khoản ngay bây giờ! Chúng tôi đã lưu các tệp mô hình in 3D mà bạn cần cho các dự án trong Phần 3 ở đó. Trỏ trình duyệt của bạn tới idiotsguides.com/3dprinting và tải về. PHẦN 1 In 3D là gì? Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về lịch sử in 3D, bao gồm cả cách nó được phát minh ra và cách nó bước vào thị trường tiêu dùng. Chúng ta cũng tìm hiểu về các loại công nghệ in 3D khác nhau có sẵn, ưu và nhược điểm của từng loại. Phần này cũng bao gồm các nguyên tắc hoạt động để in 3D. Ngoài cách nó hoạt động, tôi đi qua phương pháp tạo mẫu và sản xuất khác. Điều này bao gồm cách in 3D được sử dụng trong các doanh nghiệp và cho cá nhân. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 3. CHƯƠNG 1 Mục tiêu in 3D Nội dung chính của chương này  Tại sao các doanh nghiệp đầu tư vào máy in 3D  Bạn có thể làm gì với in 3D  Quan niệm sai lầm phổ biến về in 3D Cách đây không lâu, in 3D là một công nghệ không rõ ràng sử dụng để tạo ra các mẫu trong một số ngành công nghiệp cụ thể. Nhưng trong vài thập kỷ gần đây, in 3D đã trở thành một công nghệ phải có trong các công ty kỹ thuật, và thậm chí gần đây hơn là một thiết bị tiêu dùng hữu ích. Nhưng tại sao in 3D trở thành một thiết bị không thể thiếu trong các doanh nghiệp? Máy in 3D có lợi thế gì cho người tiêu dùng và người yêu thích nó? Trong chương này, chúng ta xem xét lý do tại sao in 3D đang trở nên phổ biến, những gì nó có thể làm cho bạn, và những hạn chế của nó. Dành cho doanh nghiệp Theo tôi, In 3D là một giấc mơ cho một đội ngũ kỹ thuật. Một công nghệ chỉ có trong tưởng tượng ở vài thập kỷ trước, ngày nay nó mang lại cho các công ty khả năng hiện thực hóa ý tưởng một cách nhanh chóng, hiệu quả, dễ dàng và không tốn kém. Mục đích ban đầu của in 3D là tạo ra vật mẫu cho kỹ sư. Điều này cho phép họ nhanh chóng kiểm tra ý tưởng trước khi chuyển sang sản xuất và đưa ra thị trường. Gần đây, một số công ty thậm chí còn bắt đầu sử dụng in 3D để sản xuất các chi tiết của sản phẩm. Cả hai cách sử dụng đều rất phổ biến và đều mang lại lợi ích cho các doanh nghiệp theo một số cách. Tạo vật mẫu nhanh Tạo mẫu nhanh là tạo ra mẫu thử cho các công đoạn tạo ra sản phẩm. Vật mẫu cơ bản là chi tiết thử nghiệm và hữu ích trong quá trình phát triển sản phẩm mới (hoặc khi sửa chữa một sản phẩm hiện có). Vật mẫu được thiết kế để thử nghiệm tùy thuộc vào kỹ sư, nhưng nó thường được sử dụng để kiểm tra những điều sau:  Làm thế nào các chi tiết khớp với nhau trong một sản phẩm hoàn chỉnh  Khả năng chịu lực của các chi tiết  Tuân thủ quy định Khi một sản phẩm mới đang được phát triển, hiếm khi một thiết kế duy nhất được giữ cho đến khi sản xuất. Thông thường, một số ít các thiết kế tiềm năng được kiểm tra và bất kỳ thiết kế nào được chọn để sản xuất sẽ được phát triển khá nhiều trong suốt quá Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 4. trình thiết kế. Phần lớn các thử nghiệm của các thiết kế này được thực hiện thông qua mô phỏng với phần mềm thiết kế hỗ trợ trên máy tính (CAD), nhưng hầu như luôn cần phải có vật mẫu thực tế để làm việc trong quá trình này. ĐỊNH NGHĨA Phần mềm thiết kế hỗ trợ trên máy tính (CAD) là một loại chương trình máy tính được sử dụng bởi kỹ sư và nhà thiết kế phát triển sản phẩm bằng mô hình 3D hoặc bản vẽ 2D. Trước phần mềm CAD, các bản vẽ được vẽ bởi các nhà soạn thảo để sản xuất. Giờ đây, phần mềm CAD có thể đưa các mô hình trực tiếp sang máy in 3D (xem Chương 15 để biết thêm về CAD). Phần mềm CAD được sử dụng để tạo mô hình 3D. Đó là nơi tạo mẫu nhanh, và đặc biệt dùng để in 3D. Khi thiết kế một sản phẩm, các kỹ sư có thể in 3D thiết kế và kiểm tra nó. Trước đây, tạo vật mẫu khá tốn kém và thường yêu cầu gia công từ các công ty chuyên sản xuất các vật mẫu này bằng các phương pháp truyền thống như gia công, hàn, đúc cát và các quy trình tốn kém khác. Bây giờ, đội ngũ kỹ thuật chỉ cần một máy in 3D trong văn phòng của họ là họ có thể in một vật mẫu trong vài giờ và với chi phí tương đối thấp. Ngoài việc kiểm tra tính năng của chi tiết, vật mẫu cũng có ích cho thử nghiệm người dùng, đề xuất thiết kế và quảng cáo. Khi một sản phẩm mới đang trong giai đoạn phát triển ban đầu, nó không phải lúc nào cũng có nguồn tài trợ cho toàn bộ quá trình thiết kế. Dự án tài trợ (từ nội bộ công ty hoặc từ các nhà đầu tư bên ngoài) thường phụ thuộc vào bản thiết kế, về bản chất là đề xuất thiết kế sản phẩm. Đề xuất thiết kế có thể là giải thích đơn giản về ý tưởng với vật mẫu hoạt động hoàn chỉnh. In 3D có thể làm tăng tốc quá trình này và giúp giảm chi phí quá trình này. Do đó, vật mẫu gần đây đã trở thành một điều cần thiết để đảm bảo nguồn tài trợ bên Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 5. ngoài thông qua crowdsourcing. Những nhà đầu tư muốn thấy một thiết kế có thể hoạt động trước khi họ đầu tư, và vật mẫu in 3D là cách rẻ nhất để thể hiện điều đó. Chế tạo Tạo vật mẫu nhanh chắc chắn là cách sử dụng phổ biến nhất của in 3D, nó bắt đầu trở thành một phương pháp khả thi của sản xuất thực tế. Theo truyền thống, ép khuôn là phương pháp phổ biến nhất trong sản xuất các bộ phận bằng nhựa. Trong sản xuất hàng loạt, ép khuôn có thể sản xuất các bộ phận chất lượng cao rất nhanh và ít tốn kém. Ép khuôn là một quá trình khá đơn giản: nhựa nóng chảy được đưa vào một khuôn kim loại hai mảnh (hoặc nhiều hơn) và làm mát, sau đó khuôn được làm ấm và phần nhựa được lấy ra. Trong một quy trình sản xuất, quá trình đó có thể xảy ra rất nhanh và một chi tiết mới có thể được thực hiện trong vài giây. Mỗi chi tiết được tạo ra có giá thành khá rẻ, vì nhựa tạo ra chi tiết ở dạng thô khá là rẻ. Tuy nhiên, ép khuôn có một nhược điểm quan trọng: chi phí của dụng cụ. Mỗi chi tiết riêng lẻ đều cần khuôn riêng và có thể rất tốn kém. Khuôn thường được làm từ thép hoặc nhôm và yêu cầu gia công chính xác. Làm khuôn là một nhiệm vụ chuyên biệt, và khuôn mẫu khoảng hàng ngàn đô la và thường đến hàng chục ngàn đô la. FASCINATING FACT Aleph Objects, nhà sản xuất máy in 3D có trụ sở tại Loveland, Colorado, sử dụng máy in 3D của riêng mình để sản xuất một số bộ phận để chế tạo máy in mới. “Cụm” máy in 3D này được sử dụng cho sản xuất lớn nhất trên thế giới, bao gồm 135 máy in 3D. Đó là nơi in 3D đã bắt đầu bước vào thế giới thị trường. Với in 3D, bạn có thể in bất cứ chi tiết nào bạn cần tại một thời điểm nhất định. Bạn có thể in một chi tiết hoặc một trăm chi tiết, và giácho mỗi chi tiết sẽ giống nhau. Điều này có nghĩa là bạn có thể sản xuất với số lượng nhỏ mà không phải chịu chi phí lớn. Có thể còn có giá trị hơn nữa là khả năng thay đổi thiết kế khi đang hoạt động. Bạn có thể thiết kế lại một chi tiết và ngay lập tức bắt đầu sản xuất thiết kế mới mà không cần phải mua một khuôn mới, có nghĩa là sản phẩm của bạn có thể phát triển trong thời gian thực khi bạn cải thiện thiết kế. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn w w w .advancecad.edu.vn
  • 6. Cụm 135 máy in 3D được sử dụng để sản xuất tại Aleph Objects. (Ảnh của Aleph Objects) Tất nhiên, in 3D trong một hệ thống sản xuất không có nhược điểm, điều đó giúp áp dụng in 3D rộng rãi. Nếu một chi tiết được sản xuất với số lượng lớn, nó sẽ rẻ hơn khi sử dụng khuôn đúc (chi phí của khuôn mẫu rẻ). Đó là bởi vì nguyên liệu thô để ép khuôn rẻ hơn in 3D. Quan trọng hơn cả trong sản xuất hàng loạt là thời gian — một chi tiết được đúc có thể tốn vài giây để tạo ra, trong khi in 3D có thể dễ dàng mất hàng giờ. Để có thể theo kịp máy ép khuôn, nhiều máy in 3D sẽ phải được chạy đồng thời. Vì vậy, ép khuôn vẫn là lựa chọn tốt nhất khi các chi tiết cần được sản xuất với số lượng lớn. Nhưng đối với số lượng nhỏ hoặc thiết kế cần được cập nhật thường xuyên, in 3D đang trở thành một lựa chọn hấp dẫn. Đối với người yêu thích Các vật mẫu in 3D trong các công ty đều cho chất lượng tốt, nhưng điều thực sự thú vị là in 3D cho người yêu thích tại nhà! Chỉ trong một vài thập kỷ, máy in 3D đã đi từ quá đắt để mua cho hầu hết các công ty đến giá đủ rẻ để bạn có thể mua và sử dụng tại nhà. Nhưng tại sao bạn muốn một cái trong nhà của bạn? Bạn có thể làm gì với nó? Mục đích của nhà sản xuất Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 7. Ý tưởng làm máy in 3D là để mang lại niềm vui và khả năng thực hiện các ý tưởng đã đạt được sự nổi tiếng to lớn gần đây, nhưng động cơ cơ bản là ý tưởng là một phần không thể tách rời của con người. Tất cả chúng ta đều có sự thôi thúc để tạo ra một cái gì đó (tất nhiên với các mức độ khác nhau), và mục đích của nhà sản xuất là xây dựng một thương hiệu hiện đại – một cách để xác định những người cùng chí hướng và hình thành một cộng đồng. In 3D là một yếu tố quan trọng trong cộng đồng nhà sản xuất đang phát triển. Các hoạt động sản xuất truyền thống bao gồm những thứ như làm ra sản phẩm bằng gỗ và bằng kim loại. Đó là những vật liệu cần kỹ thuật, kiên nhẫn, thời gian và tiền bạc. Nhưng in 3D cho phép bạn tạo các chi tiết tương tự một cách nhanh chóng và tương đối dễ dàng. Nó trở thành một nhiệm vụ khá đơn giản lấy ý tưởng của bạn và biến chúng thành hiện thực. Mục đích của nhà sản xuất là tạo ra mọi thứ. Nó sử dụng bất kỳ công cụ nào bạn có sẵn một cách sáng tạo để phát minh và xây dựng những thứ mà bạn quan tâm. Cũng giống như cách trước đây mọi người đã sử dụng cưa tay, búa và móng tay để làm một chiếc lồng chim, bạn có thể sử dụng máy in 3D để làm bất cứ điều gì bạn có thể tưởng tượng. Robot, khung điện tử và sáng tạo nghệ thuật đều có thể, cùng với bất kỳ thứ gì khác mà bạn quan tâm. Một công cụ trong danh sách đồ nghề của bạn Theo định nghĩa, máy in 3D chỉ là một công cụ. Nếu bạn muốn đóng đinh, bạn sử dụng một cái búa. Nếu bạn muốn cắt một miếng gỗ, bạn dùng cưa. Và nếu bạn muốn tạo một chi tiết bằng nhựa, bạn sử dụng máy in 3D. Điều quan trọng là phải nghĩ một máy in 3D giống như bất kỳ công cụ nào khác — một công cụ rất linh hoạt, nhưng vẫn là một công cụ. MẸO NHỎ Đảm bảo sử dụng in 3D ở đúng trường hợp cần thiết. Việc in 3D toàn bộ bàn cà phê là không thực tế, nhưng bạn chắc chắn có thể sử dụng máy in 3D của mình để tạo khung, ngăn kéo, chân và các phần khác. Giống như bất kỳ công cụ nào khác, máy in 3D có thể sử dụng rất linh hoạt và một số chi tiết sẽ được xử lý tốt hơn bởi một công cụ khác. Như mọi khi, tốt nhất là sử dụng đúng công cụ cho từng việc. Có thể cắt một ống kim loại bằng cưa gỗ, nhưng đó không phải là ý hay. Máy in 3D không phải là ngoại lệ – chúng có thể làm được rất nhiều, nhưng chúng không phải là công cụ vạn năng. Khi bạn lần đầu tiên bắt đầu in 3D, bạn sẽ bị cám dỗ để thử và sử dụng nó cho mọi thứ. Một cái lồng chim? In 3D nó! Một bàn cà phê? In các mảnh và lắp ráp chúng lại với nhau! Nhưng bạn sẽ nhanh chóng phát hiện rằng máy in 3D không phải là giải pháp cho mọi vấn đề. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 8. Máy in 3D cực kỳ linh hoạt. Đó là lý do tại sao nó là một công cụ mang tính cách mạng. Bạn có thể sử dụng chúng để in tất cả mọi thứ từ những thứ như bút chì đến thay thế phụ tùng cho chiếc xe của bạn. Đây là điều làm cho việc in 3D trở nên thú vị: nếu nó vừa với máy in và nó được làm bằng nhựa, bạn có thể làm nó! Chắc chắn, máy in 3D không phải là giải pháp cho mọi vấn đề, nhưng chúng là một trong những công cụ hữu ích nhất từng được phát minh. Quan niệm sai lầm phổ biến Về bản chất, mục tiêu của in 3D (từ doanh nghiệp đến người tiêu dùng) là để có thể nhanh chóng và dễ dàng tạo ra các sản phẩm với một thiết bị duy nhất, các máy in 3D ngày nay hoàn thành công việc đó. In 3D là một công nghệ rất mới đối với người tiêu dùng, nó rất phức tạp và nó vẫn khá thử nghiệm. Nó có phần gợi nhớ đến những ngày đầu của Internet, khi hầu hết mọi người vẫn không biết phải sử dụng như thế nào. Có một số nhược điểm khi ứng dụng vào thế giới thực khiến chúng trở thành những thiết bị thần kỳ như trong khoa học viễn tưởng và truyền thông phổ biến. Tài liệu bạn có thể sử dụng Có lẽ những quan niệm sai lầm phổ biến nhất liên quan đến vật liệu. Công nghệ in 3D đã đi một chặng đường dài và có nhiều tài liệu có sẵn đi kèm hướng dẫn in. Đối với máy in tiêu dùng, vật liệu được sử dụng là nhựa. In 3D kim loại không được sử dụng trong máy in tiêu dùng. Các vật liệu như kim loại, gốm sứ và các vật liệu khác có thể sử dụng được trên các máy in 3D chuyên nghiệp nhưng cực kỳ tốn kém. Điều này chủ yếu là vì công nghệ cần thiết để in bằng kim loại hoặc gốm sứ phức tạp hơn nhiều so với máy in 3D của người tiêu dùng. Máy in 3D tiêu dùng sử dụng mô hình hợp nhất (FDM) hoặc công nghệ chế tạo sợi hợp nhất (FFF), không tốn kém (xem Chương 2). Nhưng để in kim loại cần sử dụng một quá trình đắt tiền và phức tạp như khắc laser chọn lọc (SLS) là bắt buộc. Máy in 3D SLS sử dụng laser công suất cao để làm chảy bột kim loại, và như bạn có thể hình dung, những thứ đó không hề rẻ. Vì vậy, hiện nay, máy in tiêu dùng chỉ để in nhựa. Một Replicator trong mỗi nhà Một chủ đề phổ biến trong các bài báo về in 3D là ý tưởng về một bản sao cho mọi nhà. Đó là tương lai đẹp như tranh vẽ từ nền văn hóa nổi tiếng của thập niên 60 và 70: một thiết bị ngay lập tức tạo ra bất cứ thứ gì bạn cần chỉ cần nhấn nút. Một số sự thật ấn tượng Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 9. Người sao chép lần đầu tiên được giới thiệu trong Star Trek: The Original Series (và chính thức được đặt tên trong Star Trek: Thế hệ tiếp theo) như một thiết bị có thể tái chế rác, chất thải, tổng hợp thức ăn và những thứ hữu ích khác. Ý tưởng này rất giống với in 3D mà một dòng máy in 3D phổ biến được MakerBot tạo ra thậm chí còn sử dụng tên bản sao cho một số kiểu máy của họ. Các thiết lập rất đơn giản: bạn đang ở trong bếp nấu bữa ăn tối, đột nhiên thìa của bạn bị vỡ. Bữa tối của bạn đang bắt đầu cháy và bạn không có thời gian để lái xe đến cửa hàng và mua một chiếc thìa mới. Không phải lo lắng, bạn có máy in 3D! Bạn chạy qua, nhấn một hoặc hai nút, và trong vài phút bạn có một chiếc thìa mới. Đã giải quyết được vấn đề! Đây là điều được tưởng tượng bởi các phương tiện truyền thông và những người không quen thuộc với in 3D. Thật không may, thực tế không hoàn toàn đáp ứng được những kỳ vọng được đặt ra như từ câu chuyện trên. Các nhà phát triển máy in 3D chắc chắn sẽ thích có thể sản xuất một sản phẩm như vậy, nhưng nó không khả thi. Bữa ăn tối thất bại của bạn sẽ có một chút khác biệt trong cuộc sống thực ngày hôm nay: thìa của bạn bị vỡ, và bữa tối sắp cháy. Bạn tới chỗ máy in 3D của mình để được trợ giúp. Nhưng trước khi bạn có thể bắt đầu in cái thìa mới đó, bạn phải tìm một tệp 3D để in. Sau khi tìm kiếm một vài phút trực tuyến, bạn may mắn và tìm thấy (tiết kiệm thời gian thiết kế một mô hình 3D). Bây giờ tất cả những gì bạn phải làm là tải tệp, làm nóng máy in, bắt đầu in và chờ một hoặc hai giờ để in. Tất nhiên, vào thời điểm đó, bữa tối của bạn đã bị cháy rồi. Như bạn có thể thấy, tuyệt vời và linh hoạt như máy in 3D, chúng vẫn có hạn chế của mình (trong đó có rất nhiều hạn chế). Thời gian hoạt động Thời gian in một cái gì đó cũng là một chủ đề rất phổ biến. In 3D thường rất nhanh (thậm chí tôi đã nói trước đó trong chương này). Nhưng điều quan trọng cần lưu ý là điều đó chỉ để so sánh với các phương pháp sản xuất truyền thống. Ngay cả những bản in nhỏ nhất cũng sẽ mất vài phút. Các bản in lớn hơn trên máy in 3D của người tiêu dùng có thể mất một ngày và có thể một bản in mất vài ngày. Vì vậy, không thể in ra các bộ phận ngay lập tức; nó thường mất một khoảng thời gian khá lâu. GHI CHÚ Máy in 3D có các bộ phận rất nóng và có thể là một mối nguy hiểm đáng kể. Một máy in 3D thường không được giám sát kỹ, vì vậy hãy tuân thủ các biện pháp phòng chống an toàn cháy nổ thích hợp khi in với nó. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 10. Những gì nó có thể in Máy in 3D thường được nhắc đến có khả năng in mọi thứ. Nhưng có một số cảnh báo khi nói đến hình dạng bạn thực sự có thể in. Các mũi nhọn là kẻ thù lớn nhất ở đây. Mũi nhọn là khối hình học không có vật liệu hỗ trợ trực tiếp bên dưới. Điều này có thể được khắc phục bằng tài liệu hỗ trợ, mà tôi sẽ hướng dẫn kỹ hơn trong các chương sau, nhưng bạn nên biết thực tế là in 3D có những thách thức thiết kế riêng của nó. Một lĩnh vực khác mà máy in 3D (đặc biệt là máy in 3D của người tiêu dùng) gặp khó khăn là in các chi tiết nhỏ với các chi tiết đẹp. Chúng bị giới hạn bởi kích thước của sợi được ép đùn (hoặc đẩy ra) từ đầu đùn, và các chi tiết đẹp có xu hướng bị lỗi khi sử dụng các kích thước đầu đùn thông thường. Máy in 3D chuyên nghiệp sử dụng công nghệ đắt tiền hơn có khả năng tạo ra các chi tiết đáng kinh ngạc, nhưng máy in 3D của người tiêu dùng vẫn còn khá hạn chế. Mặt ngoài của sản phẩm Quá trình cuối cùng của chi tiế in là một trong những hạn chế rõ ràng nhất của in 3D. Bởi vì bản chất của quá trình (về cơ bản là xếp các lớp nhựa), hoàn thiện bề mặt thường khá kém. Ngay cả trên các cài đặt chất lượng cao nhất, bạn vẫn sẽ bị một loạt các đường nhỏ nhô ra. Nó hầu như không thể có được một mặt ngoài thực sự trơn nhẵn từ máy in 3D của người tiêu dùng. Mọi người tốn rất nhiều công sức để giảm thiểu điều này và cải thiện bề mặt, và có một số kỹ thuật postprint bạn có thể sử dụng để làm mịn nó. Nhưng đừng mong đợi có được một chi tiết đẹp, mượt mà từ máy in. Ngay cả với các thiết lập chất lượng cao, các đường lỗi vẫn xuất hiện trên mô hình. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn w w w .advancecad.edu.vn
  • 11. Tuy nhiên, bạn không nên quá thất vọng với tất cả điều này. Đây là tất cả những hạn chế khá nhỏ, và chỉ là một phần của in 3D. Có nhiều cách để khắc phục hầu hết các lỗi trên, và rất nhiều công việc đang được thực hiện để vượt qua những thách thức này. Bạn cần biết Máy in 3D ban đầu phổ biến cho việc tạo mẫu nhanh, vẫn là cách sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Sản xuất với máy in 3D là một lựa chọn khả thi cho sản xuất quy mô nhỏ nhưng vẫn không thực tế cho sản xuất hàng loạt. Mục đích của nhà sản xuất đã được thúc đẩy bởi in 3D và sự sáng tạo mà nó cung cấp. Có thể sản xuất bất cứ thứ gì từ nhà của bạn là một ý tưởng thú vị, nhưng nó không thực tế. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 12. Chương 2: Lịch sử và tương lai của in 3D Nội dung chính  Sự phát triển và lịch sử của in 3D  Dự án RepRap tăng tốc phát triển như thế nào  Dự đoán tương lai gần với máy in 3D của người tiêu dùng Nếu bạn muốn tìm hiểu điều gì đó, bạn nên bắt đầu bằng cách tìm hiểu lịch sử của nó. Thật khó để thực sự hiểu cách một chiếc xe hoạt động, nếu bạn không biết động cơ đốt trong đã được phát triển như thế nào. Máy in 3D cũng không ngoại lệ, chúng có lịch sử phong phú. Trong chương này, tôi trình bày lịch sử in 3D và những ảnh hưởng trong sự tiến hóa của nó đối với bạn ngay bây giờ và trong tương lai. Lịch sử in 3D In 3D vừa ra mắt công chúng vài năm qua với những chiếu máy in 3D dành cho người tiêu dùng. Nhưng in 3D thực sự đã tồn tại trong nhiều thập niên trong thế giới công nghiệp. In 3D đã cách mạng hóa cách tạo ra vật mẫu ở các công ty sản xuất và cung cấp cơ sở cho in 3D của người tiêu dùng. Vậy in 3D thực sự phát triển như thế nào? Ai đã phát minh ra nó và tại sao? Đóng góp của Hull và 3D System Sáng chế đầu tiên cho máy in 3D được Charles W. Hull trình bày vào năm 1984. Sáng chế của ông là một quá trình in 3D gọi là stereolithography (SLA), sử dụng ánh sáng tia cực tím để xử lý nhựa photopolymer trong khung để tạo thành các chi tiết. Hull, một kỹ sư chuyên về khoa học vật liệu vào thời điểm đó, đã đưa ra ý tưởng cho SLA làm khung cho máy tính bảng. ĐỊNH NGHĨA Nhựa Photopolymer là một loại nhựa lỏng sẽ hóa rắn khi nhựa tiếp xúc với ánh sáng (thường trong phổ tia cực tím). Các nhà sản xuất có thể sản xuất nhựa trong nhiều điều kiện, với các tính chất cơ học và hóa học khác nhau. Công ty Hull đang làm việc tại thời điểm đó, Ultra-Violet Products (UVP), đã cho phép ông phát triển chất phủ UV có thể điều chỉnh được để cải thiện độ bền của máy tính bảng. Những lớp phủ này là một loại nhựa lỏng phản ứng với ánh sáng tia cực tím Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 13. để trở thành nhựa cứng. Trong khi làm việc với loại nhựa này, Hull bắt đầu tưởng tượng một thiết bị có thể điều chỉnh được loại nhựa này tạo thành các lớp chồng lên nhau để tạo thành một vật thể ba chiều. Hull đã đề xuất ý tưởng của mình với UVP và đã được cấp phép để nghiên cứu một thiết bị mẫu vào ban đêm và cuối tuần, trong khi vẫn tiếp tục nhiệm vụ bình thường của mình hằng ngày. Quá trình phát triển không phải là không có rào cản , một trong những khó khăn lớn nhất là làm thế nào để tạo một mô hình 3D trên máy tính thành in hướng dẫn cho máy in SLA của mình. Vào thời điểm đó, đầu những năm 80, thiết kế hỗ trợ trên máy tính (CAD) vẫn còn trong giai đoạn đầu. Mô hình 3D là một quá trình khó khăn, và không có nhiều ý tưởng có thể hiện thực hóa thành mô hình. Hull biết ông cần các mô hình 3D ở định dạng tệp có thể sử dụng để tạo hướng dẫn cho máy in của mình nhưng ở thời điểm đó không tồn tại định dạng tệp phù hợp. Vì vậy, Hull tự tạo cho riêng mình: định dạng tệp SLA, viết tắt là STL, vẫn được sử dụng đến ngày nay. (Ngày nay, vì định dạng tệp STL được sử dụng trong một loạt các quy trình sản xuất, STL thường được coi là viết tắt của ngôn ngữ tiêu chuẩn.) Tệp STL được tạo bằng cách lấy một mô hình 3D từ phần mềm CAD và chuyển đổi nó thành một khung bề mặt bao gồm nhiều hình tam giác. Điểm nổi bật của định dạng STL là số tam giác xác định chi tiết tổng thể khung bề mặt, làm cho nó có thể mở rộng. Với định dạng tệp này trong tay, Hull có thể tạo phần mềm để dịch mô hình 3D thành một loạt hướng dẫn cho máy in của mình. Năm 1983, Hull đã in thành công mô hình 3D đầu tiên: một chiếc cốc đơn giản. Biết rằng ông đã có một phương pháp mới hữu hiệu và có ích để tạo ra vật mẫu nhanh chóng, ông đã nộp bằng sáng chế cho SLA vào năm 1984. Năm 1986, bằng sáng chế của ông đã được cấp, và trong cùng năm đó ông đã thành lập công ty 3D Systems của mình để phát triển và bán máy in SLA. FASCINATING FACT Tuy Charles W. Hull đã được cấp bằng sáng chế cho SLA của mình, ông đã không được cấp bằng sáng chế cho định dạng tệp STL mà ông đã phát triển. Điều này cho phép các nhà sản xuất máy in 3D khác sử dụng các tệp STL ngay cả trong các loại máy khác, như máy CNC. Vì lý do này, định dạng tệp STL đã trở thành chuẩn cho in 3D và CNC. Phát minh in 3D FDM Quy trình tạo mẫu nhanh (FDM) – một công nghệ được sử dụng bởi phần lớn các máy in tiêu dùng ngày nay – ban đầu được Scott Crump phát triển vào năm 1989, để giảm bớt quá trình tạo mẫu tại IDEA, Inc., một công ty mà ông đồng sáng lập năm 1982. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 14. Crump, cùng với bản in FDM, cũng đã phát triển một số công nghệ liên quan cần thiết (chẳng hạn như sợi ABS, mà tôi sẽ thảo luận thêm trong Chương 4). Sau khi phát minh ra quy trình in 3D FDM vào năm 1989, Crump đã thành lập Stratasys – hiện là nhà sản xuất máy in 3D lớn nhất – với vợ là Lisa. Trong năm 2009, bằng sáng chế in FDM của Stratasys hết hạn, mở ra thị trường cho máy in 3D FDM tiêu dùng, thường được gọi là công nghệ in 3D FFF không phải là Stratasys. Sự phát triển của các quy trình in 3D khác Trong cùng một khung thời gian Stratasys và 3D Systems đang phát triển in SLA và FDM 3D, các quy trình in 3D khác cũng đang được phát triển độc lập. Tại Đại học Austin vào giữa những năm 1980, quá trình khắc laser (SLS) được phát triển bởi Tiến sĩ Carl Deckard và Tiến sĩ Joe Beaman với sự tài trợ của Cơ quan Dự án Nghiên cứu Cao cấp Quốc phòng (DARPA). Công nghệ này ban đầu được bán bởi DTM Corporation, sau đó được 3D Systems mua vào năm 2001. Trong khi đó, vào đầu những năm 90 tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), in đùn 3D được phát minh. Z Corp. đã có được giấy phép cho công nghệ này và sản xuất máy in đùn 3D cho đến năm 2012. Vào ngày 3 tháng 1 năm 2012, Z Corp. đã được 3D Systems mua lại để có được bằng sáng chế và giấy phép in đùn liên quan. Do hết hạn bằng sáng chế, công nghệ này đang bắt đầu thâm nhập thị trường tiêu dùng (hoặc sớm hơn). Với bản in FDM đã bắt đầu in 3D dành cho người tiêu dùng. Điều này chủ yếu là nhờ vào dự án RepRap. Dự án RepRap 3D Systems, Stratasys và những nhà phát triển khác đã cách mạng hóa nghiên cứu và phát triển với in 3D. Nhưng trong nhiều năm, máy in 3D vẫn là công cụ đắt tiền và phức tạp. Kiến thức liên quan khá phức tạp khi sử dụng chúng có nghĩa là hầu hết người dùng cần được đào tạo đặc biệt và chi phí cao khiến nó không thể tiếp cận với các cá nhân. Điều đó vẫn đúng cho đến khi dự án RepRap được đưa ra vào năm 2005 bởi Tiến sĩ Adrian Bowyer, một giảng viên kỹ thuật tại một trường đại học ở Vương quốc Anh. Ý định ban đầu khi Tiến sĩ Bowyer lần đầu tiên thành lập dự án RepRap rất đơn giản: để phát triển một máy in 3D mã nguồn mở rẻ tiền, với mục tiêu lâu dài là tự sao chép. Cái tên “RepRap” là viết tắt của “tái tạo vật mẫu nhanh”. Ý tưởng là có được một máy in 3D có thể thiết kế in 3D bản sao của chính nó. Nếu mỗi người in máy in mới cho bạn bè của mình, sự mở rộng sẽ theo cấp số mũ, và sau đó, mọi người có thể sản xuất quy mô nhỏ trong tầm tay của họ. Mục tiêu tự sao chép là một chặng đường dài; đó là một mục tiêu khá khó khăn. Một thiết kế như vậy không chỉ có thể in các chi tiết khung nhựa, mà còn động cơ, linh kiện điện tử và các bộ phận không phức tạp khác. Nhưng mục tiêu dài hạn đó đã mang lại sự phát triển nhanh chống cho máy in 3D của người tiêu dùng. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 15. Tầm quan trọng của nguồn mở Một trong những điều cốt lõi của dự án RepRap, có thể là quan trọng nhất là nó là nguồn mở. Mọi thiết kế và bảng phát triển đều hoàn toàn công khai, cho phép bất cứ ai sử dụng thiết kế và đóng góp cho dự án. Bất cứ lúc nào một bước đột phá mới được thực hiện, nó có thể được phát hành ngay lập tức và tích hợp vào thiết kế của máy in mới. Một ví dụ điển hình là bảng điều khiển RepRap Arduino Mega Pololu Shield (RAMPS), về cơ bản là bộ não của máy in 3D. Board RAMPS kết nối với Arduino (một dự án mã nguồn mở khác) để cung cấp khả năng điều khiển từ máy tính đến động cơ và đầu đùn của máy in 3D. Sự phát triển của RAMPS cho phép mọi người sử dụng nhanh chóng, giá rẻ và dễ dàng điều khiển máy in 3D của họ, vì vậy nó nhanh chóng được tích hợp vào thiết kế của các máy in RepRap tiếp theo. ĐỊNH NGHĨA Arduino là một nền tảng mã nguồn mở để phát triển với nhiều thí nghiệm điện tử mẫu. Các mô hình Arduino nói chung là các board nhỏ không có đầu vào và đầu ra để điều khiển các thiết bị điện tử khác nhau. Arduino Mega được sử dụng bởi bảng điều khiển RAMPS để in 3D. Điều này cũng đúng với bất kỳ bảng phát triển RepRap mới nào khác. Bởi vì nó là nguồn mở, nên không có bằng sáng chế và bảng phát triển mới được phép sử dụng và cải tiến một cách tự do. Khái niệm này rất cần thiết cho sự phát triển thành công và nhanh chóng của máy in 3D RepRap, và máy in tiêu dùng nói chung. Phát triển nhanh Do tính chất nguồn mở của nó, các máy in RepRap đã phát triển cực kỳ nhanh chóng. Thiết kế hoàn chỉnh đầu tiên, máy in 3D Darwin, được phát hành vào năm 2007. Darwin là một thiết kế rất cơ bản, có những hạn chế và có khả năng in với chất lượng bình thường, nhưng nó đã chứng minh rằng máy in 3D có thể có giá rẻ và được thực hiện tại nhà. Giống như hầu hết các máy in RepRap tiếp theo, và máy in tiêu dùng nói chung, Darwin sử dụng quy trình in 3D FFF. FFF chính xác giống như FDM trong thực tế (nhựa chảy ra và thoát ra khỏi đầu đùn thành các đường và tạo thành các lớp) và được đặt tên khác nhau để tránh các vấn đề pháp lý với Stratasys, người đã cấp bằng sáng chế quy trình FDM. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn w w w .advancecad.edu.vn
  • 16. The RepRap Darwin, là thiết kế đầu tiên được phát hành bởi dự án RepRap. Năm 2009, một thiết kế RepRap mới được gọi là Mendel đã được phát hành. Nó đã thực hiện một số cải tiến cho thiết kế Darwin, làm tăng độ chính xác, chất lượng in và giảm độ khó trong việc lắp ráp máy in. Mendel tích hợp nhiều phát triển đã được thực hiện từ năm 2007 và 2009 thành một gói hoàn chỉnh, đó sẽ là một xu hướng tiếp tục với các thiết kế mới theo sau. Vào thời điểm thiết kế Prusa Mendel và Huxley RepRap được phát hành vào năm 2010, cộng đồng đã phát triển rất nhiều. Nhiều offshoots và dẫn đầu của các mô hình tiêu chuẩn đã tồn tại, thực hiện các cải tiến và tùy chỉnh cho phù hợp với thị hiếu cá nhân. Ngày nay, có ít nhất 30 thiết kế RepRap chính thức hàng trăm. Các mẫu thiết kế hiện tại cạnh tranh với các máy in tiêu dùng do các công ty như 3D Systems và Stratasys phát hành, những nhà sản xuất độc lập phát triển các thiết kế (nguồn đóng) riêng của họ. Máy in RepRap đã đạt được chất lượng và độ tin cậy cao tới mức chúng thậm chí còn được sử dụng trong quá trình tạo vật mẫu chuyên nghiệp. Sự thật thú vị Các mô hình RepRap, theo quy ước được thiết lập ban đầu bởi Darwin, được đặt tên theo các nhà sinh học tiến hóa đáng chú ý. Tuy nhiên, một số phiên bản, chẳng hạn như Prusa Mendel, được đặt tên theo các nhà thiết kế hoặc tên họ chọn. Tinh lọc, Tính khả dụng và hợp túi tiền của bạn Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 17. Bước nhảy từ máy in 3D chuyên nghiệp đắt tiền đến máy in 3D của người tiêu dùng đã nhanh chóng xảy ra. Chỉ trong một vài năm, in 3D của người tiêu dùng đã đi từ thử nghiệm, không đáng tin cậy, và khó khăn đến khả thi nhờ những người yêu thích nó. Vậy sự tiến hóa nhanh chóng xảy ra như thế nào, và điều gì đã thúc đẩy nó? Phần lớn là do sự phát triển tiên phong của dự án RepRap. Cho đến khi RepRap Darwin chứng minh rằng máy in 3D của người tiêu dùng là khả thi, hầu như tất cả các máy in 3D đều là những máy chuyên nghiệp đắt tiền dành cho các doanh nghiệp. Nhưng với sự thành công của dự án RepRap, in 3D của người tiêu dùng đột nhiên xuất hiện trong tâm trí mọi người. Các nhà sản xuất máy in 3D chuyên về các mô hình rẻ tiền để sử dụng tại nhà bắt đầu xuất hiện nhanh chóng. Một số nhà sản xuất đã bán máy in dựa trên thiết kế RepRap, trong khi các nhà sản xuất khác đã phát triển máy in của riêng mình. Tuy nhiên, ngay cả những nhà sản xuất phát triển riêng cho họ cũng sử dụng kiến thức và thông tin từ dự án RepRap. Trong thời gian ngắn kể từ khi Darwin được phát hành vào năm 2007, thị trường máy in 3D của người tiêu dùng đã phát triển theo cấp số nhân. Giá đã giảm từ hàng chục ngàn đô la xuống chỉ còn vài trăm đô la cho các máy in rẻ nhất. Nhưng nó không chỉ là giá cả thay đổi. Chất lượng của các máy in 3D có sẵn cũng đã phát triển theo bước nhảy vọt. Cũng giống như với vụ nổ Cambrian, thị trường đã đi từ bản chất không tồn tại đến trở thành một hệ sinh thái khổng lồ và đa dạng đầy đủ các máy in 3D cải tiến và tinh tế. Sự bùng nổ của sự phát triển máy in 3D trong những năm gần đây có ý nghĩa gì đối với thị trường hiện tại? Với lịch sử ngắn như vậy, bạn có thể thấy rằng máy in 3D không hoàn toàn sẵn sàng để sử dụng chính thống và độ chính xác cao. In 3D tại nhà vẫn còn khá thử nghiệm, và nó không đơn giản như in một tờ giấy với một máy in thông thường. Nhưng in 3D là một công nghệ mang tính cách mạng và thú vị, với tốc độ cải thiện đáng kinh ngạc. Sự phát triển của công nghệ Cho dù sản phẩm cụ thể là gì, bạn có thể thấy rằng nó sẽ được cải thiện khi công nghệ liên quan phát triển. Điều này đặc biệt rõ ràng kể từ sự ra đời của máy tính cá nhân. Các máy tính cá nhân đầu tiên lớn, đắt, chậm và không đặc biệt hữu ích. Nhưng công nghệ được cải thiện rất nhanh chóng trong vòng vài năm, giá đã giảm đáng kể và tính hữu ích đã được cải thiện theo cấp số nhân. Tất nhiên, bây giờ công nghệ phát triển và máy tính có mặt khắp mọi nơi. Một sự phát triển tương tự đang xảy ra với máy in 3D. Chúng ta đã vượt qua giai đoạn “đắt tiền và vô dụng” , ngay bây giờ chúng ta có thể ứng dụng in 3D vào cuộc sống. Khi công nghệ đã phát triển, các công thức đã được chứng minh và các nguyên tắc thiết kế đã bắt đầu xuất hiện. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 18. Trong những ngày đầu xuất hiện in 3D của người tiêu dùng, mọi thứ vẫn được thử nghiệm rất nhiều. Các kỹ sư vẫn đang cố gắng tìm ra cách tốt nhất để thiết kế máy in, các bộ phận riêng lẻ vẫn đang được liên kết với nhau từ những thứ có sẵn trên thị trường, với nhiều phương pháp và thực hành in vẫn đang được phát triển. Bây giờ chúng ta đã bước vào một giai đoạn sàng lọc. Chúng ta đã có những kiến thức cơ bản, có một cơ sở kiến thức vững chắc để làm việc và các tiêu chuẩn công nghiệp đã bắt đầu hình thành. Tại thời điểm này, các nhà sản xuất máy in không còn cố gắng phát minh ra một máy in 3D thực tế nữa; thay vào đó, họ đang cải thiện chức năng của các thiết kế đã được tạo ra. Cũng giống như cách các nhà sản xuất ô tô tinh chỉnh các thiết kế động cơ hiện tại thay vì phát minh ra động cơ mới, các nhà sản xuất máy in 3D hiện đang làm việc để tinh chỉnh máy in của họ để làm cho chúng trở nên tốt hơn và hữu ích hơn. Tính khả dụng của các bộ phận Khi công nghệ chín muồi, cũng có sự gia tăng đáng kể về tính khả dụng của các bộ phận cụ thể cho ngành công nghiệp đó. Khi một công ty như Dell quyết định xây dựng một máy tính xách tay mới, họ không sản xuất tất cả các bộ phận riêng lẻ từ đầu. Thay vào đó, họ mua bộ vi xử lý từ Intel, bộ nhớ từ Corsair, ổ cứng từ Seagate, v.v. Các bộ phận này đều được tiêu chuẩn hóa và Dell chọn mua chúng khi biết rằng chúng có thể hoạt động cùng nhau. Sau đó, họ lắp ráp các bộ phận vào một máy tính họ tự thiết kế. Sự thật thú vị Năm 2004, các máy in 3D rẻ nhất vẫn có giá 25.000 đô la. Trong năm 2014, các máy in 3D có thể được mua với giá chỉ 200 đô la. Điều này minh họa một cách hoàn hảo hiệu quả mà sự phát triển và tính khả dụng của các bộ phận giúp giảm giá thành cho máy in 3D. Quá trình tương tự cũng đúng trong hầu hết các ngành công nghiệp. Nhưng cho đến gần đây, in 3D vẫn còn quá mới nên các bộ phận riêng lẻ không có sẵn cho các nhà sản xuất máy in. Các nhà sản xuất buộc phải sử dụng lại các bộ phận được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác (có thể không phù hợp với in 3D) hoặc tự sản xuất (trong trường hợp này, chất lượng và chi phí trở thành một vấn đề). Việc thiếu các bộ phận có sẵn trong ngành công nghiệp in 3D là một yếu tố rất lớn làm chi phí của máy in tiêu dùng cao hơn. Nhưng điều đó đã bắt đầu thay đổi. Nhiều bộ phận bắt đầu có sẵn cho các nhà sản xuất máy in. Cũng giống như Dell có thể đặt hàng bộ xử lý từ Intel, một nhà sản xuất máy in 3D có thể đặt hàng đầu đùn, bảng điều khiển hoặc đế làm nóng để sử dụng trong máy in của họ. Điều này đã làm giảm đáng kể chi phí liên quan đến thiết kế và sản xuất máy in 3D và cũng cải thiện chất lượng của nó. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 19. Thay vì nhà sản xuất máy in phải thử và thiết kế từng phần riêng lẻ, giờ đây họ có thể đặt hàng chúng từ một công ty chuyên về một bộ phận đó. Ví dụ, E3D là một công ty sản xuất các đầu đùn cho máy in 3D và đó là tất cả những gì họ làm. Vì đó là trọng tâm duy nhất của họ, E3D có thể tập trung vào việc cố gắng tạo ra những đầu đùn tốt nhất cho thị trường. Sau đó, các nhà sản xuất máy in có thể mua những đầu đùn đó cho máy in của họ và họ có bộ phận chất lượng cao mà không cần đầu tư sản xuất và thiết kế nhiều. Một đầu đùn sản xuất bởi E3D được thiết kế để sử dụng trên nhiều loại máy in khác nhau. Với các công ty sản xuất bộ phận như E3D dành riêng cho ngành công nghiệp in 3D, chất lượng máy in 3D của người tiêu dùng đã tăng lên đáng kể. Và điều đó chỉ trở nên tốt hơn khi các nhà sản xuất mới của các bộ phận gia nhập thị trường và cạnh tranh gia tăng. Cuộc đua với giá thấp nhất Đó là sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất bộ phận, và sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất máy in 3D, đã gây ra điều kỳ diệu cho thị trường tiêu dùng. Cạnh tranh trên thị trường luôn luôn thúc đẩy tiến bộ và đổi mới, và điều đó đặc biệt rõ ràng với máy in Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 20. 3D vì nó diễn ra quá nhanh. Trong thời gian ngắn kể từ khi dự án RepRap được bắt đầu, một số lượng lớn các nhà sản xuất máy in 3D đã xuất hiện. Hầu như tất cả họ đều có cùng mục tiêu: để cung cấp máy in chất lượng cao và dễ sử dụng cho người tiêu dùng với mức giá thấp nhất có thể. Ban đầu, mức giá thấp nhất vẫn còn khá cao. Nhưng khi sự xuất hiện các bộ phận tăng lên và các thiết kế được phát triển, giá thành đã giảm xuống như một tảng đá đang rơi. Máy in 3D hiện đang dưới $ 350, trong khi ban đầu máy in tiêu dùng rẻ nhất vẫn còn ở mức hàng ngàn đô la. Mẹo nhỏ Mặc dù giá chắc chắn sẽ tiếp tục giảm, nhưng họ đã bắt đầu nâng cấp chất lượng máy in. Vì vậy, nếu bạn chờ mua máy in 3D với giá thấp nhất, đừng mong đợi chúng giảm xuống đáng kể (ít nhất là không phải với một sản phẩm chất lượng). Tuy nhiên, cuộc đua để có mức giá thấp nhất chỉ có thể diễn ra trước khi nó được nhâng cấp. Vật liệu và sản xuất luôn là một chi phí không thể tránh khỏi cho các nhà sản xuất máy in 3D, và sẽ có một thời điểm không thể bán máy in với mức giá rẻ hơn nữa. Tin vui là dù giá không thể giảm nữa, điều đó không có nghĩa là nâng cấp vẫn không thể thực hiện được. Khi giá đã đến giới hạn, cuộc đua mới sẽ hướng tới việc chế tạo máy in tốt nhất với cùng mức giá đó. Máy tính 500 đô la mà bạn mua hôm nay sẽ vượt trội hơn một máy tính trị giá 500 đô la từ 10 năm trước. Và một cái gì đó tương tự có thể xảy ra với máy in 3D trong tương lai. Giá có thể lên tới khoảng vài trăm đô la, nhưng những gì bạn nhận được cho số tiền đó sẽ tiếp tục trở nên tốt hơn và phát triển hơn sau này. Tóm tắt  In 3D ban đầu được phát minh bởi Charles W. Hull. Ông cũng là người sáng lập 3D systems, hiện vẫn là một trong những nhà sản xuất máy in 3D lớn nhất. In 3D FDM — công nghệ được sử dụng trên hầu hết các máy in 3D của người tiêu dùng – được phát minh bởi Scott Crump, người đã sáng lập Stratasys cùng vợ là  Thị trường máy in 3D của người tiêu dùng phần lớn không tồn tại cho đến khi dự án RepRap thúc đẩy phát triển nguồn mở.  Giá máy in 3D đã giảm đáng kể khi công nghệ phát triển và các bộ phận lắp ráp dần trở nên có sẵn trên thị trường. Chất lượng, độ tin cậy và dễ sử dụng đã được cải thiện đồng thời.  Trong khi chi phí của máy in 3D chắc chắn sẽ giảm tới một giới hạn, nhưng chất lượng đang dần được tăng lên. Có nghĩa là các máy in chắc chắn sẽ được cải thiện rất nhiều trong những năm tới. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn w w w .advancecad.edu.vn
  • 21. Chương 3: Sản xuất với in3D và phay CNC Nội dung chính  Cách máy in 3D hoạt động  Các hoạt động của các máy phay CNC  Bạn có nên sử dụng máy in 3D hoặc máy phay CNC không? Khi nói đến việc tạo mẫu nhanh, thường có hai cách tiếp cận có thể thực hiện: Máy in 3D và máy phay CNC. Máy phay CNC không được coi là “tạo mẫu nhanh”, nhưng chủ yếu là vấn đề ngữ nghĩa. Trong thực tế, các máy phay CNC có thể tạo ra các chi tiết 3D giống như một máy in 3D, và thường có thể làm nó nhanh hơn và có độ chính xác cao hơn. Tuy nhiên, các máy phay CNC và máy in 3D khác nhau rất nhiều trong hoạt động thực tế của chúng. Về cơ bản, chúng họat động với hai cách hoàn toàn khác nhau để giải quyết cùng một vấn đề: làm thế nào để nhanh chóng tạo ra một chi tiết thực từ một mô hình máy tính. Máy in 3D giải quyết vấn đề này bằng sản xuất phụ gia, có nghĩa là ban đầu khi khởi động máy in 3D chưa có gì xảy ra, nếu nạp dữ liệu vào thì máy in sẽ tạo ra chi tiết. Mặt khác, các máy phay CNC sử dụng sản xuất loại bỏ, quá trình bắt đầu từ một khối vật liệu và cắt nó, để lại phần cần thiết. Cả hai quy trình đều có ưu điểm và nhược điểm của chúng và hữu ích trong các tình huống khác nhau. Bạn đã mua cuốn sách này, vì vậy có thể bạn đã xác định in 3D phù hợp với minh hơn. Vậy tại sao lại thảo luận về phay CNC? Vì làm nổi bật sự khác biệt sẽ giúp bạn hiểu cách in 3D hoạt động và lợi ích của nó. Lý do thứ hai thực tế hơn: thường có thể chuyển đổi các máy phay CNC thành máy in 3D và một số nhà sản xuất thậm chí còn xây dựng các máy đa năng có khả năng phay CNC và in 3D. Trong chương này, tôi hướng dẫn bạn qua các chức năng của cả máy in 3D và máy phay CNC và cách chúng có thể giúp ích cho bạn trong qúa trình in 3D. Nguyên tắc đơn giản để in 3D In 3D là một quá trình sản xuất phụ gia, và cách một máy in 3D hoạt động là sử dụng vật liệu mới tạo ra sản phẩm với cấu tạo chính xác nhất có thể. Đối với hầu như tất cả các máy in 3D ngày nay, điều này được thực hiện bằng cách xây dựng một loạt các lớp nằm ngang xếp chồng lên nhau. Trong in 3D của người tiêu dùng, các lớp đó hầu như luôn được tạo ra bằng cách ép đùn nhựa nóng chảy trong khung 2D chính xác của chi tiết. Cắt và tạo lớp cho mô hình của bạn Một điều mà hầu như tất cả các máy in 3D đều có điểm chung, bất kể công nghệ nào được sử dụng, là tất cả chúng đều xây dựng từng phần của chi tiết theo từng lớp. Một Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 22. phần của hệ thống in 3D là lấy mô hình 3D mong muốn (thường ở định dạng STL) và đưa nó vào phần mềm cắt lát. Phần mềm này sau đó cắt mô hình 3D đó thành một loạt các mặt cắt ngang mỏng để tạo thành chi tiết hoàn chỉnh khi xếp chồng lên nhau. Ảnh chụp màn hình của Slic3r, một chương trình mã nguồn mở để cắt các mô hình in 3D. Những mặt cắt ngang (được gọi là lớp) này có thể thay đổi về độ dày tùy thuộc vào phần cứng của máy in 3D đang được sử dụng và cài đặt do người dùng nhập. Đối với máy in 3D của người tiêu dùng, độ dày lớp thường nằm trong khoảng từ 1 mm đến 5 mm, nó có thể nằm ngoài khoảng đó nếu có phần cứng và cài đặt phù hợp. Mẹo nhỏ Kiểm tra xem nhà sản xuất máy in 3D có cài đặt lớp đề xuất hay không. Các nhà sản xuất thường kiểm tra để xác định độ dày lớp tối ưu dựa trên phần cứng của họ. Các cài đặt được đề xuất này sẽ là điểm khởi đầu tốt và sẽ giúp bạn nhanh chóng đạt được các bản in chất lượng cao. Độ dày lớp là một trong những đóng góp có liên quan nhất đến chất lượng của chi tiết in. Lớp càng mỏng thì chất lượng in càng cao. Cách dễ nhất để hình dung điều này là quan sát nó ở các góc. Nếu bạn đã có một mô hình với các lớp rất dày, 5mm (đường kình thực tế máy in 3D sẽ in), chi tiết in của bạn sẽ gồm các khối ô vuông. Ở hình bên cạnh, một mô hình được in với các lớp cực nhỏ, 0.1mm, sẽ tạo ra sản phẩm chất lượng rất cao. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 23. Sự khác biệt giữa độ dày lớp 5mm (trái) và 0.1mm (bên phải). Nhưng, tất nhiên, có những hạn chế khiến bạn không thể in các lớp rất nhỏ. Bản thân phần cứng, đặc biệt là cho các máy in 3D được sản xuất cho người tiêu dùng (FFF), có những giới hạn về độ mỏng khi kéo sợi nhựa ra. Ngay cả khi phần cứng có khả năng cho các lớp cực kỳ mỏng, nó sẽ mất một khoảng thời gian không thực tế cho phần mềm cắt để tạo ra các lớp. Một yếu tố đáng chú ý nhất đối với người dùng là thời gian in. Khi độ dày của các lớp giảm, tổng số lớp tăng lên. Càng có nhiều lớp để in, thời gian in sẽ càng lâu. Ví dụ, nếu một mô hình mất hai giờ để in với các lớp thiết lập 4mm, bạn sẽ thấy nó mất bốn giờ khi độ dày lớp được cắt giảm một nửa còn 2mm. Bạn đã tăng gấp đôi số lượng lớp và vì vậy thời gian in cũng sẽ tăng gấp đôi, đúng không? Thật không may, đó không phải là trường hợp đúng, và thời gian in thực sự sẽ tăng nhiều hơn thế. Lý do cho điều này là dây nhựa được ép đùn có cấu hình 3D, vì vậy khi chiều cao giảm (theo trục Z), chiều rộng của nó (trong mặt phẳng X / Y) cũng giảm. Kết quả là mỗi lớp chính nó mất nhiều thời gian hơn để in, ngoài việc có nhiều lớp để in. Đùn sợi nhựa Việc ép đùn sợi là cách máy in 3D tạo ra từng lớp. Trong các máy in FFF của người tiêu dùng, quy trình này thường hoạt động như thế này: một ống sợi được đưa vào đầu đùn (xem Chương 7), có động cơ và hệ thống truyền động để đẩy dây nhựa vào đầu nóng. Đầu nóng sau đó nhanh chóng làm chảy sợi nhựa và đẩy nó qua một cái vòi nhỏ. Kết quả là một sợi nhựa mềm nóng, mỏng được ép ra khỏi đầu đùn. ĐỊNH NGHĨA Đầu nóng của máy in 3D là chi tiết làm nóng và làm chảy dây nhựa được tích hợp với đầu đùn. Khi dây nhựa được đẩy vào đầu nóng, một chi tiết làm nóng sẽ làm nóng đầu nóng. Nhiệt độ đủ nóng để gần như ngay lập tức làm chảy nhựa thành một chất lỏng rất nhớt, sau đó nhựa được ép ra khỏi đầu đùn và bám vào đế in. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 24. Trong khi máy in 3D đang hoạt động, đầu đùn được giữ rất gần đế in. Khi nó bị đẩy ra khỏi đầu đùn, sợi nhựa dính vào đế in. Máy in 3D liên tục di chuyển đầu đùn xung quanh đế in, kéo theo một sợi nhựa phía sau, để tạo thành một lớp nhựa cứng khớp với lớp được tạo ra bởi phần mềm cắt. Máy in sau đó di chuyển đầu đùn lên một chút (tương đối so với đế) và bắt đầu ép một lớp nhựa mới lên trên lớp trước đó. Quá trình đó được lặp lại cho đến khi tất cả các lớp đã được in và chi tiết được hoàn thành. Kích thước của sợi nhựa nóng chảy ra khỏi đầu đùn, khoảng cách giữa đầu đùn và đế in, và lượng sợi được đẩy vào đầu nóng là cách máy in 3D điều khiển độ dày của lớp mà nó đang in. Kích thước sợi chỉ tỉ lệ thuận với kích thước của lỗ ở đầu đùn. Vì vậy, độ dày lớp có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi các thông số này. Sợi nhựa nóng chảy được đùn để tạo ra lớp đầu tiên của một chi tiết. Tuy nhiên, như tôi đã đề cập trong phần trước, độ dày lớp được liên kết với lượng thời gian cần để in lớp. Khi sợi nhựa nóng chảy trở nên mỏng hơn, cần nhiều thời gian hơn để tạo ra một lớp. Kết quả tạo ra một quy định trong hầu hết các khía cạnh của in 3D: chất lượng của đối tượng in và thời gian cần in sẽ được kết hợp lại với nhau. Phay CNC và cách hoạt động Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 25. Máy phay là một công cụ tiêu chuẩn trong các cửa hàng máy trên khắp thế giới. Trong cấu tạo cơ bản nhất của chúng, chúng có một động cơ được gọi là một trục quay chính điều khiển đầu phay (rất giống với một mũi khoan). Các vật liệu được gắn vào một khung đế có thể di chuyển tùy theo kích thước quy định, liên quan đến đầu phay. Người thợ máy sau đó tự di chuyển khung đế (hoặc đầu phay) xung quanh bằng cách sử dụng các cơ chế điều khiển. Điều này cho phép anh ta cắt bỏ các phần của vật liệu với đầu phay để tạo thành sản phẩm mong muốn. Sự thật thú vị Trước khi điều khiển số trên máy tính ra đời, chỉ có điều khiển số. Các máy phay điều khiển số dựa vào một hệ thống thẻ cơ khí đục lỗ phức tạp để lập trình đầu phay. Các chương trình mất rất nhiều thời gian và chuyên môn để tạo ra, nhưng độ lặp lại của các chương trình đã làm cho các nhà máy điều khiển số hữu ích trong các thiết lập sản xuất. Các máy phay CNC chỉ đơn giản là loại bỏ hoạt động thủ công khỏi quy trình. Chỉ cần một thợ máy kiểm soát các điều khiển, một máy tính điều khiển chuyển động. Cách máy tính điều khiển chuyển động thực sự khá giống với cách hoạt động của máy in 3D: động cơ di chuyển đầu phay theo trục X, Y và Z tương ứng với đế in. Sự khác biệt chính là khía cạnh sản xuất loại bỏ và các vật liệu mà máy phay CNC có thể làm việc so với các máy in 3D. Sự giống nhau giữa chuyển động ba trục trong các máy phay CNC và máy in 3D là những gì làm cho nó có thể chuyển đổi một máy phay CNC thành một máy in 3D. Đó cũng là điều cho phép các nhà sản xuất chế tạo các máy có thể xử lý cả hai nhiệm vụ. Loại bỏ bằng phần mềm CAM Bởi vì các máy phay CNC tạo ra một chi tiết bằng cách bỏ đi các chi tiết trên vật liệu (trái ngược với việc thêm nó như một máy in 3D), phần mềm và quy trình mà chúng tuân thủ hoàn toàn khác nhau. Trong khi các máy in 3D thêm vật liệu vào các lớp, các máy phay CNC bắt đầu với một khối vật liệu (hoặc thanh, hình trụ, vân vân tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng) và cắt bỏ bớt vật liệu, nhưng nó cắt các phần và tính năng cụ thể (thường là hoàn toàn) trước khi chuyển sang các tính năng khác. Đôi khi các vật liệu kim loại còn được sử dụng làm vật liệu ban đầu và sau đó được tinh chế bằng máy phay CNC. Điều này được kiểm soát bằng phần mềm sản xuất máy tính hỗ trợ (CAM). Giống như phần mềm cắt, phần mềm CAM có một mô hình 3D (thường ở định dạng STL) và xử lý nó để tạo ra các hướng dẫn cho máy phay CNC. Tuy nhiên, không giống như phần mềm cắt lát cho máy in 3D, phần mềm CAM thường đòi hỏi sự tương tác của nhà điều hành nhiều hơn. Ở đây cần một chuyên gia cho nó, bởi vì thiết lập một chương trình CNC đòi hỏi kinh nghiệm và kỹ năng. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn w w w .advancecad.edu.vn
  • 26. Phần mềm CAM phục vụ cùng một mục đích như cắt lát nhưng tuân theo các quy tắc rất khác nhau. Mẹo nhỏ Kỹ năng và kinh nghiệm của nhà điều hành CNC là quan trọng bởi vì các kỹ thuật và thiết lập phay CNC có thể thay đổi rất lớn dựa trên hình dạng của chi tiết đang được chế tạo, vật liệu được cắt, loại đầu phay được sử dụng, bề mặt và chất lượng bề mặt mong muốn . Vì những lý do này, máy in 3D thích hợp hơn cho việc sử dụng tại nhà, vì phần mềm cắt lát đơn giản hơn nhiều so với phần mềm CNC CAM. Phay vật liệu Trong khi máy in 3D chủ yếu sử dụng vật liệu nhựa (ngoại trừ máy in thử nghiệm và máy in đắt tiền), một máy phay CNC phổ biến có khả năng tạo các chi tiết từ nhiều loại vật liệu khác nhau. Thép, nhôm, đồng thau, titan, gỗ và hầu hết các loại nhựa đều có thể hoạt động trên một máy phay CNC phù hợp. Tính linh hoạt đó giúp cho việc phay CNC hữu ích hơn là tạo mẫu nhanh. Các máy phay CNC thường được sử dụng để sản xuất các chi tiết, đặc biệt là các chi tiết bằng nhôm và thép. Độ chính xác của phay CNC cũng cho phép nó đạt được dung sai rất thấp cần thiết cho các chi tiết sản xuất. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 27. Tuy nhiên, bởi vì phay là một quá trình loại bỏ, vật liệu bị cắt bỏ thường bị lãng phí. Máy in 3D thường chỉ sử dụng vật liệu khi thực sự cần thiết để tạo chi tiết. Chi phí cao của vật liệu, có thể là một yếu tố quan trọng trong giá của một chi tiết. Ưu điểm và nhược điểm của máy in 3D so với máy phay CNC Máy in 3D và các máy phay CNC đều linh hoạt và hữu ích, và mỗi máy vượt trội ở các nhiệm vụ khác nhau. Mỗi máy đều có công việc phù hợp hơn và đều có công việc mà nó sẽ là lựa chọn không tốt. Vậy ưu và khuyết điểm của mỗi cái là gì? Khi nào bạn nên sử dụng cái này so với cái kia? Giá cả Sự khác biệt rõ ràng nhất, đối với bất cứ ai mua một máy in 3D hoặc máy CNC, sẽ là chi phí. Máy in 3D tiêu dùng có thể mua được dưới $ 1,000, trong khi các máy phay CNC có khả năng gia công kim loại như nhôm và thép hiếm khi rẻ hơn $ 5,000 (và thường là nhiều hơn). Tuy nhiên, các máy phay CNC chức năng ít hơn có khả năng phay các vật liệu mềm như gỗ (thường rẻ hơn $ 2,000). Sự khác biệt về chi phí chủ yếu là do động cơ điện công suất cao đắt tiền cần thiết cho trục chính CNC, các hệ thống làm mát cần thiết khi phay kim loại và các máy phay CNC yêu cầu bộ khung phải thật chắc chắn. Máy in 3D thì cần nhiều chi tiết ít tốn kém hơn. Ngoài giá của máy, có những chi phí khác cần xem xét. Các máy phay CNC yêu cầu các đầu phay, cần được thay thế sau khi chúng bị mòn. Hầu hết người yêu thích CNC thích có một loạt các đầu phay, với nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau cho các Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 28. công việc khác nhau. Mặt khác, máy in 3D thường chỉ yêu cầu mua sản phẩm hoàn chỉnh. Nếu bạn muốn chuyển đổi một máy phay CNC sang một máy in 3D, nó tương đối rẻ tiền, thường chỉ có vài trăm đô la. Mẹo nhỏ Mặc dù máy in 3D không yêu cầu các phụ kiện tiêu hao đắt tiền như các máy phay, nhưng bạn nên cân nhắc chi phí của dây nhựa. Hầu hết mọi người mua nhiều cuộn dây nhựa với nhiều màu sắc và vật liệu khác nhau. Chi phí này có thể đáng kể, đặc biệt là đối với các loại nhựa đặc biệt. Phần Hình học Một trong những lợi thế lớn nhất mà máy in 3D cung cấp là khả năng tạo ra các khối hình học phức tạp. Có những chi tiết chỉ có thể in 3D mà không thể tạo ra từ các phương pháp sản xuất truyền thống. Cách mà máy in 3D tạo các chi tiết từ các lớp nghĩa là khối hình học bên trong có thể được tạo dễ dàng như khối hình học bên ngoài, và bạn không thể thực hiện được với bất kỳ phương pháp sản xuất nào khác. Một ví dụ dễ hiểu về điều này là một khối lập phương đơn giản với một quả cầu rỗng ở trung tâm. Không có phương pháp sản xuất nào khác có khả năng sản xuất một sản phẩm như vậy, nhưng đó là một nhiệm vụ bình thường đối với máy in 3D. Thực tế, không khó khăn để một máy in 3D tạo ra một sản phẩm như thế hơn là tạo ra một khối lập phương đặt. Khả năng này giúp hiện thực hóa những thứ trước đây được coi là không khả thi hoặc đơn giản là không thể. Bạn thậm chí có thể in hai (hoặc nhiều hơn) các chi tiết đã được lắp ráp, cho phép bạn tạo các mạch không thể thực hiện được với bất kỳ công cụ sản xuất nào khác. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 29. Một chi tiết chỉ có thể được tạo bằng máy in 3D. Thậm chí nhiều chi tiết truyền thống dễ dàng hơn khi tạo bằng máy in 3D. Ví dụ: các chi tiết có các tính năng ở tất cả các mặt không thể gia công trên máy phay CNC ba trục tiêu chuẩn mà không cần thêm công đoạn nào. Chi tiết sẽ phải được xoay sang phía bên kia, hoặc trục thứ tư phải được thêm vào máy phay để quay chi tiết (đó là một bổ sung khá đắt tiền). Tuy nhiên, máy in 3D có những hạn chế về loại hình chúng có thể xử lý (đặc biệt là máy in FFF của người tiêu dùng). Những hạn chế này thường liên quan đến các chi tiết nhọn trong sản phẩm. Nhưng điều đó có thể khắc phục bằng cách in chi tiết hỗ trợ mà sau này có thể gỡ bỏ. Sự thật thú vị Máy in 3D với hai hoặc nhiều đầu đùn có thể sử dụng một trong những đầu đùn chỉ để in chi tiết hỗ trợ. Chi tiết hỗ trợ này thường là một loại sợi đặc biệt được sản xuất riêng cho việc này. Một khi in xong, nó có thể được ngâm trong một bồn hóa chất, để liên kết các vật liệu hỗ trợ đến sản phẩm. Một thiết lập như vậy sẽ có khả năng tạo ra hầu như bất kỳ hình dạng nào có thể tưởng tượng được. Các vấn đề về vật liệu Như tôi đã giải thích trong phần trước, các máy phay CNC có khả năng gia công nhiều hơn nhiều so với những gì máy in 3D có thể in. Máy in 3D tiêu dùng được giới hạn Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 30. trong các loại nhựa khác nhau, trong khi các máy phay CNC có thể gia công các vật liệu phổ biến nhất (với thiết lập phù hợp). Nhưng trong thực tế nó thực sự không đơn giản. Chi phí của vật liệu chắc chắn là một điều đáng quan tâm. Các khối vật liệu có thể gia công bằng máy phay CNC khá đắt và phải được mua hoặc cắt theo các kích cỡ cần thiết. Nếu chi tiết bạn đang tạo không có kích thước phù hợp với khối vật liệu, có thể rất nhiều chi tiết sẽ bị lãng phí. Việc phay các vật liệu khác nhau cũng yêu cầu phải lắp đặt máy phay CNC phù hợp cho vật liệu đó. Đầu phay, hệ thống làm mát và thậm chí cả khung của máy phay CNC cũng cần phải chính xác cho vật liệu đó. Đây là lý do tại sao các máy phay ít tốn kém hơn khi chúng chỉ cần cắt được các vật liệu mềm, và tốn kém hơn khi nó cần cắt vật liệu cứng như thép. Mỗi vật liệu cũng đòi hỏi các thiết lập phay khác nhau, và phải mất kinh nghiệm và kiến thức để phay đúng cách nhiều loại vật liệu. Ngược lại, máy in 3D thường chỉ yêu cầu bạn điều chỉnh một vài cài đặt (cụ thể là nhiệt độ) khi chuyển đổi giữa các vật liệu khác nhau. Nói một cách đơn giản, in 3D dễ dàng hơn nhiều và độ khó ít hơn phay CNC. Các máy phay CNC chắc chắn có lợi thế về tính linh hoạt của vật liệu, nhưng tính linh hoạt đó khó đạt được. Bề mặt hoàn thiện Phần cuối cùng của một chi tiết là bề mặt hoàn thiện, chủ yếu về cách làm mịn bề mặt này. Trong một thiết lập sản xuất, bề mặt có một ý nghĩa hơi khác nhau. Đối với các chi tiết sản xuất, bề mặt nhẵn không phải lúc nào cũng cần thiết. Đôi khi tốt hơn bạn nên hoàn thiện với bề mặt thô ráp, đánh bóng hoặc làm mờ. Đây là tất cả các loại bề mặt hoàn thiện khác nhau và có nhiều loại khác. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, nhà sản xuất phải tạo ra sản phẫm với bề mặt mịn và sau đó thêm quá trình xử lý bề mặt mong muốn. Nếu chúng ta sử dụng các chi tiết bằng nhựa đúc như một ví dụ, quá trình này là một phần của việc tạo khuôn. Nếu kết cấu mờ là mong muốn trên một chi tiết, quá trình xử lý đó phải được thực hiện Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn w w w .advancecad.edu.vn
  • 31. trên bề mặt khuôn. Trong trường hợp này, khuôn được làm mịn nhất có thể, và sau đó xử lý sản phẩm (bằng máy với chà nhám hoặc với khắc hóa học). Trong hầu hết các trường hợp, khuôn hoặc chi tiết lý tưởng là mịn nhất có thể, và sau đó xử lý bề mặt được thêm vào. Lý do nó được thực hiện theo cách đó là tránh làm xuất hiện các hiện vật ngoài ý muốn lên bề mặt. Và vì vậy, bạn có thể đạt được độ mịn bề mặt hoàn thiện nhất có thể khi tạo một chi tiết. Tạo ra bề mặt trơn tru thường là một vấn đề đơn giản với một máy phay CNC. Rất tiếc, đây không phải là trường hợp thuận tiện với máy in 3D và có lẽ là một trong những lý do chính khiến in 3D không phổ biến hơn trong sản xuất . Như tôi đã giải thích trước đây, bản chất của in 3D làm cho các các đường không mong muốn xuất hiện trên bề mặt. Cách máy in 3D tạo các chi tiết bằng cách thêm các lớp hầu như đảm bảo rằng sự khác biệt nhỏ giữa các lớp đó sẽ xuất hiện. Các máy in 3D cao cấp (không phải FFF) được sử dụng trong các thiết lập chuyên nghiệp có thể đạt được bề mặt nhẵn mịn, nhưng những loại máy in đó nằm ngoài tầm với của người tiêu dùng. Chi phí cao của chúng cũng làm cho chúng không thực tế đối với bất kỳ loại sản xuất nào, ngay cả đối với các công ty có thể chi trả. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 32. Chương 5: Kết cấu và ảnh hưởng của khung tới chất lượng in3D Nội dung chính  Máy in 3D hệ Descartes ( loại máy prusa)  Tầm quan trọng của độ cứng khung  Chọn máy in đúng kích cỡ mà bạn cần Lưu ý: Bài viết nằm trong chương 5 của sách Hướng dẫn công nghệ in3D cho người mới bắt đầu, sách sắp được xuất bản trên Ứng Dụng Máy Tính dot com Khung của một máy in 3D là phần để lắp ráp những bộ phận khác lên, làm cho nó trở thành một yếu tố rất quan trọng trong chất lượng của chi tiết in. Máy in được xây dựng theo nhiều cách khác nhau và tất cả các kết cấu và vật liệu lắp ráp khác nhau tạo nên sự khác biệt. Để hiểu tại sao, tốt nhất là bắt đầu bằng cách tìm hiểu cách khung máy in 3D thường được lắp ráp. Trong chương này, tôi giới thiệu qua cấu tạo dạng Descartes của máy in 3D, kỹ thuật lắp ráp và tầm quan trọng của kích thước khi nói đến máy in 3D của bạn. Máy in hệ Descartes Khi nói đến máy in 3D, kết cấu thể hiện cách máy in được thiết kế để di chuyển trong không gian ba chiều. Kết cấu đó có thể đạt được theo nhiều cách khác nhau, nhưng cách phổ biến nhất là kết cấu Descartes. Những máy in này được đặt tên theo hệ tọa độ Descartes, đó là cách cơ bản nhất để xác định một điểm trong không gian 3D. Hệ tọa độ này bạn đã sử dụng trong giờ toán ở trường: một điểm được xác định bởi tọa độ X và tọa độ Y trên một mặt phẳng 2D. Với hệ thống tọa độ 3D Descartes, bạn chỉ cần thêm trục Z để xác định độ cao của điểm đó. ĐỊNH NGHĨA Descartes là một tính từ được sử dụng để mô tả những điều liên quan đến René Descartes, một nhà toán học và triết gia người Pháp. Nhiều đóng góp của ông cho toán học là lý do hệ thống tọa độ Descartes được đặt theo tên ông (mặc dù ông không chịu trách nhiệm về sự phát triển của nó). Máy in 3D Descartes sử dụng nguyên tắc cơ bản tương tự để di chuyển đầu đùn đến một điểm cụ thể. Chúng có các cơ chế di chuyển trong trục X, trục Y và trục Z, cho phép chúng xác định đầu đùn ở bất kỳ đâu trong không gian 3D. Ví dụ, nếu đầu đùn cần di chuyển từ điểm [10, 10, 10] (X, Y, Z) sang [20, 5, 10], đó là vấn đề đơn giản khi tịnh tiến trục X 10 đơn vị và trục Y 5 đơn vị. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 33. Máy in 3D với cách bố trí Descartes đến nay là phổ biến nhất, cả trong thị trường tiêu dùng và thị trường chuyên nghiệp, rất có thể do sự đơn giản về toán học liên quan đến việc kiểm soát chuyển động của chúng. Các loại kết cấu khác, như máy in Delta, yêu cầu sử dụng lượng giác để điều chỉnh cho một động tác đơn giản trên một trục đơn. Máy in Descartes cũng có vẻ dễ dàng hơn cho mọi người hiểu bởi vì chúng phản chiếu hệ tọa độ Descartes được sử dụng trong các chương trình CAD (xem Chương 15). Cách máy in 3D Cartesian được chế tạo ( lắp ráp) Mặc dù cách máy in 3D Cartesian xử lý định vị khá đơn giản, công trình thực tế của chúng có thể khá đa dạng. Trục X, Y và Z chỉ là cách để đầu đùn di chuyển tương đối so với bàn in. Các bộ phận thực sự di chuyển có thể hoàn toàn khác nhau giữa các máy in. Một mô hình máy in 3D có thể di chuyển bàn in theo trục X và Y, và chuyển động đầu đùn theo trục Z. Một máy in khác có thể di chuyển bàn in theo trục Y, và di chuyển đầu đùn theo trục X và Z. Máy in 3D này có phần đế di chuyển theo trục Y và một thanh đẩy đầu đùn di chuyển theo các trục X và Z. Thiết lập phổ biến nhất hiện nay dường như là để bàn in chuyển động theo một hướng (X hoặc Y) và đầu đùn di chuyển theo trục Z và hướng còn lại (hoặc X hoặc Y). Nhưng điều này không phải là một quy tắc, và nó chưa hẵn là phương pháp tốt nhất. Nó là phương pháp chủ yếu vì điều tốt nhất phụ thuộc vào các ưu tiên của bạn và những gì bạn đang cố gắng đạt được. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 34. Xem xét kết cấu Descartes Vậy tại sao các nhà sản xuất máy in 3D sử dụng các kết cấu Descartes khác nhau? Nó có quan trọng với bạn không? Câu trả lời ngắn cho câu hỏi đầu tiên là một nhà sản xuất máy in 3D có thể đang cố gắng tạo sự khác biệt với nhà sản xuất khác. Kết cấu cụ thể mà họ chọn để sử dụng có thể ảnh hưởng đến chi phí của máy in, chất lượng của bản in, tốc độ mà nó có thể in, kích thước tổng thể của máy in và khó khăn trong việc sản xuất nó. Chi phí thường là yếu tố rõ ràng nhất và nó chắc chắn đáng chú ý đối với cả nhà sản xuất và khách hàng. Chi phí thay đổi giữa các thiết lập khác nhau do các vật liệu cần thiết và động cơ khác nhau. Nếu tất cả các chuyển động được thực hiện bằng cách làm nóng trong khi bàn in vẫn đứng yên, động cơ trục Z sẽ cần phải rất tốt để nâng trọng lượng tất cả các thành phần của trục X và Y. Và tất nhiên, nếu một kết cấu cụ thể sử dụng nhiều vật liệu hơn trong cấu trúc của nó, nó sẽ tốn nhiều tiền hơn. Chất lượng của các bản in và tốc độ mà máy in có thể in cũng có liên quan đến nhau. Nói chung, tốc độ in bị giới hạn bởi chất lượng in. Hầu hết các máy in đều có khả năng di chuyển nhanh hơn nhiều so với thực tế in. Vấn đề là máy in có thể di chuyển nhanh như thế nào trong khi vẫn duy trì chất lượng in được chấp nhận. Hai điều này phần lớn được xác định bởi khối lượng có thể di chuyển và cách khung máy in có thể xử lý sự quá tải của khối lượng đó. Chất lượng in bị ảnh hưởng bởi khối lượng di chuyển vì quán tính. Nếu bạn nhớ bài học vật lý của mình, bạn sẽ nhớ lại rằng quán tính tăng tương ứng với khối lượng. Quán tính là lực cản của khối lượng thay đổi trạng thái chuyển động hiện tại của nó. Lý do điều này ảnh hưởng đến chất lượng in khá đơn giản: nếu bạn đang in theo một hướng và cần thay đổi hướng (ví dụ, khi bạn đến một góc), quán tính sẽ chống lại thay đổi đó. Và bởi vì quán tính có liên quan đến khối lượng, sự thay đổi hướng sẽ khó khăn hơn khi có thêm khối lượng. Vì vậy, máy in sẽ có xu hướng vượt qua góc, dẫn đến chất lượng in kém ở góc đó. Đây là lý do tại sao tốc độ cũng là một yếu tố quan trọng. Nếu khối lượng di chuyển nhanh trên trục đó, máy in có thể không thể đến góc đó nhanh chóng ở tốc độ cao. Nhưng ở tốc độ thấp hơn, quán tính sẽ bị giảm, dẫn đến chất lượng in tốt hơn. Bài học ở đây là bạn có thể in ở tốc độ nhanh hơn khi khối lượng di chuyển được giảm xuống trong khi duy trì chất lượng in giống nhau. Sự thật thú vị Sai lệch khi in (một sự chậm trễ không mong muốn trong chuyển động khi thay đổi hướng) tạo ra một số hiệu ứng tương tự với những hiệu ứng do độ cứng kém, nhưng là một hiện tượng riêng biệt với một nguyên nhân khác biệt. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 35. Do sự lỏng lẻo trong các chỗ nối của các hệ thống chuyển động tuyến tính được sử dụng trên máy in 3D. Khi có sự lỏng lẻo đó, có một sự chậm trễ nhỏ trước khi hệ thống được tham gia khi chuyển động của trục được thay đổi. Nhưng điều đó có liên quan gì đến kết cấu cụ thể được sử dụng cho một máy in 3D đã cho? Nó có nghĩa là các nhà sản xuất máy in cố gắng giảm khối lượng di chuyển trên trục X và Y, đó là lý do tại sao chuyển động đó thường được đặt giữa đầu đùn và bàn in. Bằng cách đó, một trục chỉ xử lý khối lượng và quán tính của đầu đùn, trong khi trục kia chỉ phải xử lý khối lượng và quán tính của bàn in. Điều này cho phép bạn in ở tốc độ cao hơn trong khi vẫn duy trì chất lượng in có thể chấp nhận được. Kích thước của máy in cũng bị ảnh hưởng trực tiếp bởi kết cấu được chọn, đặc biệt khi bạn xem xét tổng diện tích cần thiết của máy in khi bàn in chuyển động. Nếu bàn in được di chuyển theo cả hai trục X và Y, máy in sẽ cần gấp bốn lần diện tích của một bàn in cố định. Điều này đơn giản là vì mỗi trục sẽ gấp hai lần đế để đầu đùn chạm tới mọi điểm trên đế. Vì vậy, nếu mục đích là để sản xuất một máy in 3D nhỏ gọn chiếm ít không gian bàn làm việc, một chiếc đế cố định với tất cả chuyển động được thực hiện bởi đầu đùn sẽ là lý tưởng. Tất nhiên, điều đó sẽ dẫn đến rất nhiều khối lượng di chuyển, và tốc độ in sẽ thấp hơn. Sự khác biệt về kích thước giữa Printrbot Simple (trái) và LulzBot TAZ 4 (bên phải). Tuy nhiên, lưu ý rằng Printrbot có đế 6 x 6 inch, trong khi LulzBot có đế 12 x 12 inch. Tất cả những điều này ảnh hưởng đến độ khó khi xây dựng máy in. Việc thiết kế một máy in 3D phức tạp hơn, nó sẽ mất bao lâu để nhà sản xuất lắp ráp nó (hoặc bạn, nếu Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn w w w .advancecad.edu.vn
  • 36. bạn mua một bộ kit rời). Giữa điều này và tất cả các yếu tố liên quan, rõ ràng là các nhà sản xuất máy in 3D có rất nhiều điều cần cân nhắc khi thiết kế máy in. Nhưng bạn có nên quan tâm đến kết cấu mà một mô hình cụ thể sử dụng không? Nó không quan trọng, vì những lý do tôi đã nêu qua trong phần này. Nhưng thật khó để xác định các kết quả thực tế chỉ dựa trên kết cấu. Đó là bởi vì những thứ như quán tính và động lượng có thể được khắc phục, và một trong những cách tốt nhất để làm điều đó là sử dụng một khung chất lượng cao. Tầm quan trọng của xây dựng khung Cách máy in 3D thực sự được xây dựng là một trong những yếu tố quan trọng nhất khi nói đến chất lượng in và độ chính xác. Mỗi phần khác của máy in có thể hoàn hảo, nhưng nếu khung được xây dựng kém, kết quả sẽ in ra sản phẩm rất kém. Khung máy in 3D không chỉ để cố định các bộ phận khác với nhau; nó cũng phải giữ cho chúng ổn định và liên kết. Nó phải giữ cho các lực của động lượng và quán tính gây ra bởi khối lượng cò thể di chuyển xung quanh các trục của máy in, cũng như giữ cho trục thẳng hàng mọi lúc và duy trì hiệu chuẩn của máy in dưới sự sai lệch của chuyển động liên tục và độ rung. Độ cứng, ảnh hưởng đến chất lượng và độ tin cậy Đặc điểm quan trọng nhất của khung máy in 3D là độ cứng vững. Tính linh hoạt trong khung là kẻ thù lớn nhất về chất lượng in. Nếu có bất kỳ độ cong nào trong khung, động lượng của các bộ phận chuyển động sẽ dẫn đến chất lượng in kém, trừ khi bạn in ở tốc độ chậm. Độ chính xác cũng bị ảnh hưởng bởi độ cứng vững của khung. Máy in 3D yêu cầu hiệu chuẩn để tạo ra các bản in chất lượng cao. Hiệu chuẩn bao gồm thiết lập chiều cao Z trong một “khu vực Goldilocks.” Nếu chiều cao Z là quá cao, lớp đầu tiên sẽ không tuân thủ đúng cách bàn in; nếu quá thấp, bạn sẽ không thể tạo ra đường nét rõ ràng và chắc chắn. Phạm vi chấp nhận được đối với chiều cao Z là rất nhỏ; thông thường, nó cần phải nằm trong khoảng 1/20 milimet để cho ra kết quả tốt. Chiều cao Z nằm ngoài phạm vi đó sẽ dẫn đến các bản in không hoàn thiện hoặc kém chất lượng. Để tránh phải thường xuyên hiệu chỉnh chiều cao Z, máy in 3D phải có khả năng duy trì hiệu chuẩn của bạn trong một thời gian dài. Khung linh hoạt hoặc lỏng lẻo sẽ làm cho điểm dừng Z, các thành phần trục Z hoặc đầu đủn của bạn di chuyển nhẹ theo thời gian. Chuyển động nhẹ đó có nghĩa là bạn sẽ phải liên tục hiệu chỉnh lại máy in của mình để được kết quả tốt. Những yếu tố tạo nên khung chất lượng Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 37. Bây giờ bạn đã biết tại sao điều quan trọng đối với khung là độ cứng, nhưng điều gì tạo nên một khung chất lượng cao và chắc chắn? Khung chắc chắn có một vài điểm chung: Thiết kế cấu trúc khung: Thiết kế cấu trúc khung máy in 3D là một chủ đề khá phức tạp. Do sự phức tạp liên quan đến việc thiết kế cấu trúc khung được tối ưu hóa bằng độ cứng, rất nhiều nhà sản xuất máy in 3D sử dụng phương pháp tiếp cận bằng cách sử dụng vật liệu nặng cho khung. Cách tốt nhất để chắc chắn rằng bạn có khung chắc chắn nhất có thể là làm cho nó khép kín hoàn toàn, với mỗi mảnh khung được lắp ở cả hai đầu đến một phần khác của khung. Các thiết kế độc đáo khác vẫn có thể mang lại kết quả tốt, nhưng khó khăn về kỹ thuật khiến chúng ít phổ biến hơn. Mẹo nhỏ Trực giác của bạn có thể là công cụ tốt nhất khi nói đến việc xác định chất lượng của khung. Lý tưởng nhất, bạn hãy đặt tay lên máy in và cảm nhận xem nó như thế nào. Nếu bạn có thể lung lây nó bằng tay, có lẽ đó không phải là một lựa chọn tốt. Nhưng chỉ cần nhìn vào nó cũng sẽ cho bạn một ý tưởng hay: nó trông đẹp và chắc chắn, thì có lẽ chiếc máy đó ổn. Các liên kết giữa các thành phần khung: Ngay cả thiết kế khung khéo léo nhất cũng sẽ thất bại nếu khung được cố định bằng băng keo. Phần khung nên được lắp với nhau với một vật liệu có thể ngăn cản độ cong của khung, trong khi các bộ phận cần được thiết kế để chống lại độ cong với tất cả các hướng. Một đầu nối 90 độ bằng kim loại phẳng đơn giản sẽ hổ trợ chống lại sự dịch chuyển và chuyển động song song với mặt phẳng của nó nhưng sẽ làm một công việc kém khi một lực vuông góc sinh ra trên mặt phẳng đó. Để chống lại các lực theo mọi hướng, các đầu nối phải là chi tiết 3D thay vì phẳng. Hoặc, nếu sử dụng các đầu nối phẳng, hai đầu nối phải được sử dụng cùng nhau theo phương vuông góc nhau. Các vật liệu khung: Về bản chất: vật liệu cứng khá tốt. Kim loại tốt hơn gỗ. Thép tốt hơn (nhưng nặng hơn) so với nhôm. Nhựa có thể ổn nếu đó là một loại nhựa chất lượng cao và khung được thiết kế tốt. Hiệu suất tốt nhất có thể đạt được với khung lớn, nặng bằng gang. Đây là các loại khung được sử dụng trong các công cụ máy hạng nặng, vì chúng cực kỳ cứng và chắc chắn. Tuy nhiên, trọng lượng và chi phí làm cho chúng không thực tế để sử dụng trong máy in 3D (đặc biệt là cho máy in để bàn). Một vật liệu khung an toàn và phổ biến là thanh nhôm T-khe. Đây là vật liệu kết cấu chất lượng cao được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Nó phổ biến trong việc xây dựng máy in 3D vì nó khá rẻ, dễ tìm với tất cả các loại kích cỡ, dễ làm việc và lắp các bộ phận, và khá chắc chắn đối với trọng lượng của nó. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 38. Thanh nhôm T-slot là một vật liệu xây dựng rất linh hoạt được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, bao gồm cả khung máy in 3D như thế này. Mẹo nhỏ Thanh nhôm T-slot có nhiều kích cỡ và hình dạng. Máy in 3D thường sử dụng kích thước 20 × 20mm rất phổ biến, đủ ứng dụng. Nhưng kích thước lớn hơn sẽ tốt hơn để tăng độ chắc chắn của từng thanh (giả sử thiết kế tổng thể là như nhau). Gỗ cũng được sử dụng khá thường xuyên, chủ yếu là bởi vì nó rẻ và dễ cắt laser và dễ gia công. Tuy nhiên, gỗ có lẽ không phải là vật liệu tốt nhất để sử dụng trong in 3D. Thật khó để đạt được và duy trì độ chính xác trong các bộ phận bằng gỗ, đặc biệt là vì chúng có thể nở ra hoặc co lại khi có độ ẩm. Gỗ cũng có xu hướng ít linh hoạt, mà như bạn biết đó là một điều không tốt. Khung nhựa và tấm kim loại có thể chấp nhận được miễn là chúng được thiết kế tốt. Chúng nên được đóng hộp hoàn toàn và tốt hơn là tăng độ bền. Khung nhựa nên được làm từ một loại nhựa cứng và nhắc chắn, và acrylic (mica) trở thành một lựa chọn phổ biến. Vấn đề kích cỡ Bây giờ tôi có thể chuyển sang một chủ đề đơn giản hơn: kích thước của máy in. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 39. Không thể phủ nhận lợi ích của một máy in 3D lớn. Máy in càng lớn, các sản phẩm bạn có thể in càng lớn. Có khả năng in các chi tiết lớn chắc chắn hữu ích hơn. Tuy nhiên, kích thước của một máy in 3D ảnh hưởng nhiều hơn kích thước của các chi tiết bạn có thể in. Máy in càng lớn thì càng tốn nhiều tiền hơn. Điều này một phần là do sự gia tăng vật liệu, nhưng đó không phải là lý do duy nhất. Máy in lớn hơn có nghĩa là khối lượng lớn hơn, có nghĩa là máy in phải dùng động cơ mạnh hơn. Khối lượng bổ sung cũng có nghĩa là khung cần phải chắc chắn hơn để chống lại độ cong, vênh. Các thanh trượt phải bóng hơn (xem Chương 6 để biết thêm về các thanh trượt) cũng cần phải dày hơn để chúng không bị cong. Động cơ mạnh và bàn nhiệt lớn hơn sẽ cần nhiều năng lượng hơn. Điều đó không chỉ có nghĩa là bạn cần một nguồn cung cấp năng lượng lớn hơn để cung cấp cho chúng, nó cũng có nghĩa là bạn có thể cần các thiết bị điện tử điều khiển đặc biệt có thể xử lý tải. Lắp tất cả lại với nhau và có rất nhiều chi phí liên quan đến việc tăng kích thước của máy in 3D. Sau đó, kích thước thường là yếu tố lớn nhất làm thay đổi giá của máy in FFF 3D của người tiêu dùng. Tất nhiên, giá có thể không phải là nhược điểm duy nhất đối với các máy in 3D lớn. Tùy thuộc vào bao nhiêu không gian bạn có sẵn, bạn có thể không có đủ chỗ để một máy in 3D lớn. Một máy in nhỏ đặt thoải mái ở góc bàn của bạn có thể phù hợp hơn. Để tìm ra máy in cỡ nào phù hợp với bạn, bạn nên tự hỏi mình có khả năng in những vật cỡ nào. Các bộ phận lớn có thể mất rất nhiều thời gian để in, sử dụng rất nhiều vật liệu và tăng khả năng thất bại của bạn trong khi in – không có gì tệ hơn chi tiết in 24 giờ bị hỏng 1 giờ trước khi hoàn thành. Nhưng tính hữu ích của một chiếc máy in lớn là khó có thể phủ nhận. Khả năng in các bộ phận lớn khi cần thiết rất tiện dụng và sẽ có khả năng in các chi tiết nhỏ trong thời gian còn lại. Mẹo nhỏ Cho dù bạn đang tìm hiểu máy in cỡ nào, hãy xem những chiếc máy có khung đẹp và chắc chắn. Chú ý đến cách bố trí và tìm kiếm bất kỳ sai sót nào trên máy in, chẳng hạn như bàn in hoặc đầu đùn di chuyển trên cả hai trục. Nhìn vào toàn bộ máy in, không chỉ các bộ phận riêng lẻ, để xác định chất lượng của nó. Tóm tắt Máy in 3D Descartes có các cơ chế di chuyển theo trục X, trục Y và trục Z, cho phép chúng định vị điểm nóng ở bất kỳ đâu trong không gian 3D. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn
  • 40. Độ cứng là rất quan trọng trong thiết kế máy in 3D. Các khung có cong, vênh sẽ cho chất lượng in kém hoặc có thể in chậm. Máy in càng lớn, các bộ phận bạn có thể in càng lớn. Tuy nhiên, máy in lớn hơn có chi phí nhiều hơn. Copyright by www.cachdung.com - www.advancecad.edu.vn w w w .advancecad.edu.vn