2. 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BỒI ĐẮP
1.1. Nguyên lý công nghệ bồi đắp
1.2. Các phương pháp chính
1.3. Ứng dụng của công nghệ bồi đắp
1.4. Quy trình chung để tạo ra một sản phẩm bằng công nghệ bồi đắp
1.5. Sự phát triển của công nghệ bồi đắp
2
3. ADDITIVE MANUFACTURING
- CÔNG NGHỆ BỒI ĐẮP LÀ GÌ?
3
Additive manufacturing – Công nghệ bồi đắp
3D Printing- Công nghệ in 3D
Định nghĩa:
Công nghệ bồi đắp là quá trình sản xuất ra sản phẩm thực từ mô hình 3D bằng
quá trình đắp chồng các lớp vật liệu dưới sự điều khiển của máy tính
Quá trình đắp chồng các lớp vật liệu đến
khi có được sản phẩm hoàn chỉnh
Tạo ra sản phẩm rắn 3 chiều từ
mô hình 3D
4. HOW IT WORK?
4
Thiết kế mô hình CAD 3D của vật thể cần
sản xuất
Chuyển mô hình CAD 3D thành mô hình
được tạo ra bởi các lớp cắt– Slicing nhờ các
phần mềm
Định dạng file *.STL
Chuyển file đến máy in 3D và tiến hành in
sản phẩm
8. CÔNG NGHỆ IN 3D
• Tạo ra sản phẩm nhẹ có độ bền cao, độ
phức tạp cao
• nhanh chóng, linh hoạt từ mô hình CAD
in trực tiếp ra sản phẩm
• Giảm số lượng máy móc thiết bị gia công
• Sản phẩm được cá nhân hóa
• Thân thiện với môi trường do ít nguyên
liệu thừa
• Sản phẩm phức tạp cần lắp ghép, hàn,
hoặc phải có khuôn.
• Quá trình gia công nhiều bước
• Chi phí cao cho máy móc thiết bị: khuôn,
máy gia công,..
• Thường gia công với số lượng lớn
• Nguyên liệu sử dụng lớn hơn nhiều lần so
với sản phẩm thực
CÔNG NGHỆ TRUYỀN THỐNG
8
ADDITIVE MANUFACTURING
15. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHÍNH CỦA CÔNG
NGHỆ BỒI ĐẮP
• Công nghệ đùn vật liệu nóng chảy FDM- Fused Depositing Melting
• Công nghệ hợp nhất vật liệu bột PDF- Powder Bed Fusion
• Công nghệ in từ polyme lỏng nhạy sángVat Photopolyme- SLA
• Công nghệ in phun kết dính BJ- Binder Jetting
• Công nghệ in phun vật liệu MJ- Material Jetting
• Công nghệ xếp lớp vật liệu LOM- Sheet lamination
15
16. CÔNG NGHỆ ĐÙN VẬT LIỆU NÓNG CHẢY
FDM-FUSED DECOMPOSITE MODELING
16
17. FDM- CÔNG NGHỆ ĐÙN VẬT LIỆU NÓNG
CHẢY
➢ Nguyên lý
Đây là công nghệ in 3D được sử dụng rất rộng dãi. Máy in sẽ có 1 bộ phận cấp dây tới đầu đùn/ vòi phun, tại đầu
đùn này sẽ có bộ phận gia nhiệt. Khi vòi phun đạt đến nhiệt độ mong muốn thì bộ phận cấp dây sẽ đưa dây qua đầu
đùn và dây vật liệu khi tiếp xúc với thành đầu đùn/vòi phun được gia nhiệt và làm nóng chảy.
Máy in sẽ di chuyển đầu đùn, và trải từng lớp nhựa nóng chảy tới các vị trí mà máy tính tính toán, sau đó thì lớp
vật liệu đó sẽ nguội đi và hóa rắn. Khi một lớp vật liệu được hoàn thành thì bệ đỡ sẽ dịch chuyển xuống phía dưới
và quá trình in lại lặp lại đến khi sản phẩm hoàn thành.
Quá trình in cần support, người thiết kế phải lựa chọn hướng sản phẩm in và support sao cho hợp lý.
➢ Vật liệu là polyme nhiệt dẻo
• Trong phòng thí nghiệm PLA
• Trong công nghiệp thường dùng nhất là ABS, PA, PC là những nhựa có độ cứng vững cao, composite bột gỗ/Nhựa.
• Sợi nhựa có kích thước từ 1.75-3mm
17
19. 19
Fused Deposition Machine
1- Bộ phận cấp dây
2- Vật liệu chính
3- Vật liệu support
4- Đầu đùn
5- Sản phẩm in
6- Support
7- Tấm in
Đầu đùn 4 dịch
chuyển theo 2
phương x,y để đến
vị trí in
Tấm in 7 dịch
chuyển xuống theo
phương z bằng độ
dày lớp in
22. FDM-FUSED DECOMPOSITE MODELING
• Để sản phẩm có chất lượng cao thì chất lượng sợi phải tốt và đầu đùn phải
gia nhiệt chính xác. Một số hãng cung cấp độc quyền sợi nhựa và đầu
đùn.
• Để sản phẩm có cơ tính tốt thì cần lựa chọn các thông số gia công hợp lý
• Công nghệ FDM là công nghệ đơn giản, máy in dễ chế tạo, giá thành rẻ
• Vì vậy máy FDM được sử dụng rỗng rãi để chế tạo sản phẩm cho mục
đích cá nhân, giáo dục, sản phẩm mẫu…
• Có thể tạo ra sản phẩm có nhiều màu sắc
22
23. FDM-FUSED DECOMPOSITE
MODELING
• Công nghệ FDM được ứng dụng trong xây
dựng, cùng với nó là sự yêu cầu về sự phát
triên của vật liệu mới.
• Tại Hà Lan, vật liệu nhựa nhiệt dẻo sinh
học được Henkel sử dụng. Henkel đang
thử nghiệm một số loại bê tông sinh thái
cho dự án Canal House để tang cường độ
bền kéo của sản phẩm in. Với việc sử
dụng cấu trúc tổ ong, vật liệu nhẹ, nhờ có
cấu trúc thoát khí nên tòa nhà có khả năng
cách nhiệt. Các cột rỗng theo đường chéo
hỗ trợ cho kết cấu của tòa nhà. Ngôi nhà
có 13 phòng được in ngay trong khuôn
viên sau đó tập hợp lại thành cấu trúc của
ngôi nhà.
• Vật liệu in phải đáp ứng yêu cầu: có khả
năng chảy lỏng để dễ dàng đặt các lớp và
đảm bảo liên kết giữa các lớp. Có khả
năng đông cứng nhanh để có thể in lớp
tiếp theo
• Bê tông đông cứng nhanh: bê tông lưu
huỳnh, 1 dạng composite của lưu huỳnh,
cốt là sỏi, đá nghiền mịn, nhiệt độ nóng
chảy của lưu huỳnh 140 độ C.
23
24. CÔNG NGHỆ IN TỪ POLYME LỎNG NHẠY SÁNG
VAT PHOTOPOLYMERIZATION
• Công nghệ in 3D từ polyme lỏng nhạy sáng là
quá trình đóng rắn từng lớp vật liệu lỏng nhờ tia
bức xạ chiếu vào tại vị trí đó.
• Vật liệu được sử dụng là polymer lỏng nhạy
sáng (polyme nhiệt rắn) .
• Dưới tác dụng của tia bức xạ kích hoạt phản ứng
khâu mạch tạo lưới của polyme tại vị trí đã được
chiếu. Sau khi khâu mạch vật liệu tại đó chuyển
sang trạng thái rắn
24
25. CÔNG NGHỆ IN TỪ POLYME LỎNG NHẠY SÁNG
25
Nhiều loại tia bức xạ khác nhau có thể được sử dụng nhưng phổ biến là
• Tia UV -> SLA - Stereolithography
• Ánh sáng nhìn thấy được-> DLP- digital light projector
• Trong ngành điện tử, dùng tia UV và tia electron
Toàn bộ quá trình in được thực hiện ở trong một bể chứa polyme lỏng ( Vat photopolymerization)
Nhờ đó công nghệ tạo mẫu nhanh cũng phát triển
26. CÔNG NGHỆ IN TỪ POLYME LỎNG NHẠY SÁNG
CÔNG NGHỆ ĐÓNG RẮN LẬP THỂ (SLA)
26
Vật liệu polyme lỏng đóng rắn nhờ ánh sáng được sử dụng từ những năm 1960, làm lớp phủ, công
nghệ sơn và in ấn, nha khoa,..
Chuck Hull vào năm 1980 đã là người đầu tiên sử dụng vật liệu polyme đóng rắn nhờ kích hoạt của
tia laser để tạo ra một con nhạn biển. Sau đó ông phát hiện ra rằng bằng việc đóng rắn từ lớp này
đến lớp khác thì sẽ tạo ra được một vật thể rắn 3 chiều nhờ chiếu tia UV vào các vị trí cần đóng
rắn. Đây chính là khởi đầu của công nghệ in 3D từ polyme lỏng nhạy sáng Stereolithography- SLA
Năm 1983 chiếc máy in 3D thương mại đầu tiên được sản xuất dựa trên công nghệ SLA. Sau
đó dựa trên phương pháp SLA thì phương pháp khác cũng được phát triển : DLP (digital light
projector)
Nhờ đó công nghệ tạo mẫu nhanh cũng phát triển
28. QUÁ TRÌNH IN
28
• Dưới tác dụng của tia laser polyme sẽ thay đổi tính
chất. Trong điều kiện thông thường của phòng thì
polyme cũng đóng rắn 1 phần. Khi được chiếu tia UV
của dải điện tử, thì quá trình đóng rắn xảy ra mạnh mẽ
ngay lập tức. Các thông số như sự chiếu xạ, thời gian
và bước song sẽ được tính toán phụ thuộc vào vật liệu
in, kích thước của vật thể, và điều kiện của môi trường.
• Ban đầu, bệ đỡ sẽ được đặt sâu xuống 1 khoảng h đúng
bằng bề dày của một lớp in, h=0.05-0.13mm. Sau đó tia
laser sẽ được chiếu vào, polyme ngay lập tức đóng rắn,
lớp đầu tiên sẽ bám vào bề mặt bệ đỡ. Sau đó toàn bộ
bệ đỡ và phần polyme được đóng rắn sẽ ngập trong
polyme lỏng cách bề mặt chất lỏng một khoảng h như
trên. Tia laser lại tiếp tục được chiếu vào lớp vật liệu
lỏng bên trên tại những vị trí cần in, polyme lại đóng
rắn tại vị trí đó. Quá trình in cứ tiếp diễn đến khi vật thể
được hoàn thành.
https://www.youtube.com/watch?v=NM55ct5KwiI
29. QUÁ TRÌNH IN
• Kết thúc quá trình in, vật in được đưa vào một bể dung dịch ethanol để loại bỏ các thành phần thừa
và hoàn thành. Nhựa thừa được rút ra hết và có thể được tái sử dụng.
• Trong một số trường hợp, thì vật thể in sẽ cần có support để đảm bảo cứng vững trong quá trình in.
Các support này phải tách ra sau khi in.
• Trong quá trình in thì bước gây mất thời gian nhất là bước khâu mạch polyme chứ không phải quá
trình quét laser. Tốc độ in phải đảm bảo quá trình khâu mạch không được hoàn toàn, sản phẩm sau
khi in xong sẽ được xử lý để đóng rắn hoàn toàn.
• Độ sâu của lớp in được xác định bởi nồng độ ánh sáng, điều kiện của tia laser (bước song, công suất,
thời gian phơ sáng/chiếu sáng) và các phụ gia được thêm vào dung dịch nhựa như chất tạo màu,
thuốc nhuộm, chất hấp thụ tia UV.
• Thời gian của một bước in được cân bằng với độ phân giải, độ phân giải tăng lên thì tốc độ in giảm
đi.
29
30. ƯU ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP SLA
- Có thể tạo ra các sản phẩm có độ phức tạp cao, thành mỏng, kích thước nhỏ.
- Vật thể được chế tạo ra có thể có độ trong suốt cao và độ bền nén tốt.
- Có thể tạo mẫu nhanh với độ chính xác về kích thước cao và chất lượng bề mặt tốt.
- Chi phí rẻ nhất so với các công nghệ in 3D khác.
- Với vật liệu polyme sử dụng thì sản phẩm in được có thể là thành phẩm cuối cùng
- Phương pháp này cũng có tỷ lệ vật liệu bỏ đi thấp ( chỉ do support)
- Quá trình gia công không có tiếng ồn
- Với máy in có kích thước lớn hơn có thể in những sản phẩm có kích thước lớn. Hầu hết các máy in
SLA đều có kích thước nằm trong khoảng 500x500x600mm. Mới đây 1 công ty của Mỹ đã sản xuất
máy có kích thước lên tới 1500x750x550mm, điều này mở rộng hơn các sản phẩm có thể được sản
xuất bởi công nghệ SLA.
30
33. POWDER BED FUSION-PBF
CÔNG NGHỆ HỢP NHẤT VẬT LIỆU BỘT
33
Nguyên lý
Dùng một hoặc nhiều nguồn nhiệt để tạo ra sự hợp
nhất, gắn kết các hạt vật liệu bột với nhau, tại các vị
trí đã được xác định, kết hợp với cơ cấu để trải phẳng
và làm đều các lớp bột trên tấm in.
Các nguồn nhiệt phổ biến nhất là tia laser. Các quy
trình PBF sử dụng tia laser gọi là quá trình thiêu kết
laser.
Ngoài ra, nguyền nhiệt khác có thể là tia electron
beam.
34. POWDER BED FUSION-PBF
CÔNG NGHỆ HỢP NHẤT VẬT LIỆU BỘT
34
Công nghệ hợp nhất vật liệu bột là
một trong những công nghệ AM
được thương mại hóa đầu tiên,
Được phát triển bởi đại học Texas,
mỹ, công nghệ đầu tiên được
thương mại hóa là công nghệ SLS
thiêu kết laser chọn lọc hình 4.1.
Các công nghệ thiêu kết vật liệu bột
khác đều dựa trên nguyên lý cơ bản
này để mở rộng ra cho các vật liệu
khác, hoặc để tang năng suất của
máy.
35. CÔNG NGHỆ HỢP NHẤT VẬT LIỆU BỘT
35
Vật liệu
Công nghệ thiêu kết nhờ laser đầu tiên dùng để sản xuất các sản phẩm nhựa (polyme) là sử dụng kỹ thuật quét
laser điểm. Sau đó vật liệu được mở rộng ra bột kim loại và ceramics, các nguồn nhiệt khác cũng được bổ sung.
Hiện nay công nghệ thiêu kết vật liệu bột được sử dụng rộng rãi cho các vật liệu khác nhau: Polyme, kim loại,
ceramic, composite. Nhờ đó sản phẩm sau khi in có thể là sản phẩm cuối cùng với cách chọn vật liệu có đặc tính
phù hợp.
- Kim loại: kim loại đơn, oxit kim loại, Hợp kim hay hỗn hợp các kim loại khác nhau.
- Polyme: được dung thường là : Polyamid - > thường dung trong tạo mẫu nhanh, PEEK, PS, ..
- Ceramic
- Composite:
PA+ thủy tinh, Các bon, bột nhôm;
hạt bột oxit kim loại FE2O3, NiO+ hạt polyme đồng trùng hợp(PLGA, 85:15 PLA-PLG by mass) -> đề bền, độ
cứng cao nhưng lại có độ biến dạng tốt.
36. CƠ CHẾ HỢP NHẤT VẬT LIỆU BỘT
36
Sintering: thiêu kết (dưới nhiệt độ nóng chảy của vật liệu kết cấu)
Melting : nóng chảy hoàn toàn tất cả các hạt vật liệu (trên nhiệt độ nóng chảy của vật liệu)
37. CƠ CHẾ HỢP NHẤT VẬT LIỆU BỘT
37
• Quá trình hợp nhất nhờ thiêu kết pha lỏng và quá trình hợp nhất nhờ vật liệu nóng chảy hoàn toàn là 2
phương pháp phổ biến trong công nghệ hợp nhất vật liệu bột.
• Phụ thuộc vào vật liệu sử dụng, cơ chế hợp nhất, trong kỹ thuật công nghệ hợp nhất vật liệu bột bao gồm
các phương pháp chính sau đây
38. CƠ CHẾ HỢP NHẤT VẬT LIỆU BỘT
38
PDB- powder bed fusion
SLS DMLS SLM EBM
Vật liệu: Hợp
kim hoặc hỗn
hợp kim loại
Cơ chế:Thiêu kết
Vật liệu: Bột
kim loại
Nhựa PA
Cơ chế: nóng
chảy hoàn toàn
Vật liệu: Chủ yếu
là polyme,
Polyme/kim loại,
Polyme/hợp kim.
Cơ chế: thiêu
kết
Tia năng
lượng là
electron beam
39. 39
SLS- SELECTIVE LASER SINTERING
CÔNG NGHỆ THIÊU KẾT LASER CHỌN LỌC
https://www.youtube.com/
watch?v=ruvRijM7f50
40. SLS- SELECTIVE LASER SINTERING
CÔNG NGHỆ THIÊU KẾT LASER CHỌN LỌC
Nguyên lý hoạt động: Trong máy in SLS thông thường sẽ có trục lăn để phân phối, trải đều từng lớp bột
được in sau đó tia laser sẽ được chiếu tới các vị trí như mô hình 3D đã xây dựng, tại đó vật liệu sẽ được
thiêu kết tạo thành 1 lớp, sau đó thì tấm in và phần vật thể được in sẽ dịch chuyển xuống dưới. Con lăn tiếp
tục trải lớp vật liệu tiếp theo trên bề mặt, tia laser được chiếu làm chảy dẻo vật liệu tại vị trí cần in giúp vật
liệu được liên kết với nhau, quá trình này tiếp diễn đến sản phẩm hoàn thành.
Sản phẩm sau khi được in hoàn toàn, sẽ có một bộ phận đưa vào để lấy khối vật liệu thừa cùng với vật in ra
ngoài và làm sạch. Sau đó tiến hành phun cát để làm sạch sản phẩm nếu cần thiết.
Vật liệu: Bột Polyme nhiệt dẻo thường là nhựa PA , nhựa PEEK, nhựa sinh học
Composite nền nhựa nhiệt dẻo: PA/ cốt sợi thủy tinh dạng hạt, cốt sợi các bon,…
Quá trình in:
- Trong quá trình gia công vật liệu được thiêu kết ở dưới nhiệt độ nóng chảy của vật liệu
- Sản phẩm in không cần support do được đỡ bởi khối bột xung quanh
40
https://www.youtube.com/watch?v=9E5MfBAV_tA
41. SELECTIVE LASER SINTERING-SLS
CÔNG NGHÊ THIÊU KẾT LASER CHỌN LỌC
- Sản phẩm in ko cần support do được đỡ bởi khối bột xung quanh-> có lợi khi in các sản
phẩm có độ phức tạp cao.
- Cho phép in toàn bộ trong phạm vi thể tích buồng, vì vậy có thể in một lúc nhiều sản
phẩm.
- Có thể tạo ra các sản phẩm siêu nhỏ, độ phức tạp cao với kết quả tốt.
- Với phương pháp này có thể dùng nhiều loại vật liệu khác nhau.
- Sản phẩm có độ cứng vững cao hơn các phương pháp khác.
41
45. SLM
SELECTIVE LASER MELTING
• https://www.youtube.com/watch?v=te9OaSZ0kf8
• Vật liệu: Bột kim loại,
tất cả các bột cùng một vật liệu và có kích thước giống nhau
• Nguyên lý
Tương tự SMS tuy nhiên do vật liệu sử dụng là bột kim loại vì vậy nên toàn bộ buồng in và vật liệu phải được chứa trong một
buồng kín chứa khí trơ (khí Nito hoặc Argon) để tránh hiện tượng oxi hóa vật liệu. Vật liệu bột được gia nhiệt đến dưới điểm
nóng chảy của vật liệu.
Trong quá trình in dưới tác dụng của tia laser bột vật liệu sẽ nóng chảy hoàn toàn và liên kết với nhau ở pha lỏng và sản phẩm
tạo ra ở dạng đặc hoàn toàn. Nguồn cấp laser phải có công suất đủ lớn để làm nóng chảy hoàn toàn vật liệu bột kim loại.
Nhiệt độ gia công là vùng nhiệt độ nóng chảy của vật liệu
Với SLM thì sản phẩm gia công cần hỗ trợ bởi support do sự chênh nhiệt độ giữa vùng chiếu tia laser và vùng không chiếu tia là
rất lớn. Lớp vật liệu bột xung quanh không đủ cứng vững, phần sản phẩm in do chênh nhiệt cao có thể bị cong vênh sau khi
nguội, từ đó làm sai lệch lớp in tiếp theo.
Độ phân giải của sản phẩm in phụ thuộc vào kích thước hạt vật liệu.
45
49. DMLS
DIRECT METAL LASER SINTERING
https://www.youtube.com/watch?v=te9OaSZ0kf8
Vật liệu: Hỗn hợp vật liệu bột hoặc hợp kim có nhiệt độ nóng chảy khác nhau
Nguyên lý
• Vật liệu bột là hỗn hợp vật liệu với các nhiệt độ nóng chảy khác nhau. Năng lượng laser
sẽ đủ để làm nóng chảy các hạt mịn hơn và nóng chảy một phần bề mặt của các hạt có
kích thước lớn hơn.
• Cơ chế liên kết các hạt vật liệu là các hạt vật liệu rắn được gắn kết phần vật liệu đã được
nóng chảy.
• Không cần năng lượng lớn, do chỉ cần năng lượng ít hơn để nóng chảy 1 phần
• Dùng để sản xuất ra sản phẩm cuối cùng và không có ứng suất dư.
49
52. SHEET LAMINATION (LOM)
CÔNG NGHỆ XẾP LỚP
• Một trong những kỹ thuật in 3D được
thương mại hóa đầu tiên là công nghệ xếp
lớp. LOM liên quan đến việc cán từng lớp
vật liệu bằng giấy lên tấm in, cắt bằng tia
laser CO2, mỗi lớp giấy đại diện cho một
lớp mặt cắt trong mô hình CAD của sản
phẩm.
• Quy trình xây dựng sản phẩm có thể
Bond then form
Form then bond
52
Vật liệu:
Kim loại
Polyme nhiệt dẻo (thường dùng PVC)
58. MATERIAL JETTING (MJ)
58
Trong Material Jetting, vật liệu lỏng được đông đặc thông qua một quá trình được gọi là quá
trình photopolymerization-phản ứng khâu mạch. Đây là cơ chế tương tự được sử dụng trong
SLA. Tương tự như SLA, các bộ phận được phun vật liệu có các đặc tính cơ và nhiệt đồng
nhất, nhưng không giống như SLA, chúng không yêu cầu thêm giai đoạn đóng rắn bổ sung
sau khi in để đạt được các đặc tính tối ưu của chúng, do chiều cao lớp được sử dụng rất nhỏ
Trong Material Jetting, vật liệu lỏng được đông đặc thông qua một quá trình được gọi là quá
trình photopolymerization. Đây là cơ chế tương tự được sử dụng trong SLA. Tương tự như
SLA, các bộ phận được phun vật liệu có các đặc tính cơ và nhiệt đồng nhất, nhưng không
giống như SLA, chúng không yêu cầu thêm giai đoạn đóng rắn bổ sung sau khi in để đạt
được các đặc tính tối ưu của chúng, do chiều dày lớp in rất nhỏ
67. 67
CÁC PHƯƠNG PHÁP IN 3D
AM
Processes
Liquid
based
Solid
based
Powder
based
Melting Polymerization
Fusion Binding
FDM SLA,
DLP
Material jeting
Polyjet/Multi-Jet/Color jet
LOM
SLS SLM
Binding
jet
DMLS
EBM
Electron beam
melting
DED
(LENS)
68. ỨNG DỤNG CHÍNH CỦA CÔNG NGHỆ
BỒI ĐẮP
• Công nghệ bồi đắp/ Công nghệ in 3D phù hợp để sản xuất các sản phẩm có
hình dáng phức tạp, đơn chiếc và hang loạt nhỏ, các sản phẩm có kết cấu đặc
biệt.
• AM được dùng trong Hàng không vũ trụ ở các trạm không gian, các vệ tinh
nhân tạo, trực thăng F-18, máy bay Boeing 787;
• Trong lĩnh vực điện tử và hang tiêu dùng.
• Trong y tế
• Trong lĩnh vực giao thông vận tải: ô tô, tàu thuyền
• Trong xây dựng
68
70. ỨNG DỤNG TRONG Y TẾ
➢ Cấy ghép(implant): khớp, vỏ não, xương,..
➢ Chỉnh hình
➢ Nha khoa
➢ Chế tạo các mô hình trong giảng dạy
➢ Chế tạo các mô hình giúp bác sỹ dự đoán được các
vấn đề gặp phải của bệnh nhân trước khi phẫu thuật: dị
tật trong tim, in não để biết về cấu tạo của dây thần
kinh dựa trên màu sắc
70
75. ỨNG DỤNG
TRONG GIÁO DỤC
• - Dạy sinh viên về công nghệ in 3D:
Nguyên lý, ứng dụng, cách thiết kế 1
sản phẩm, cách tạo ra 1 sản phẩm in
3D
• - Ứng dụng dạy STEAM trong các
trường học
• - Thúc đẩy sự sáng tạo và kỹ năng thiết
kế của người học
• - Giúp sinh viên giải phẫu được các vật
thể thực nhờ mô hình in 3D
75
76. CHẾ TẠO CHI TIẾT CƠ KHÍ VÀ ROBOT
76
Ứng dụng của công nghệ bồi đắp ngày nay không chỉ dừng lại cho vật liệu phi kim mà còn mở rộng cho vật
liệu kim loại, cho phép sản xuất linh hoạt cho các sản phẩm đơn lẻ và hang loạt nhỏ, không cần máy gia
công, không cần khuôn, tiết kiệm nguyên liệu. Công nghệ in 3D hầu như có thể chế tạo ra sản phẩm với bất
kỳ hình dáng nào. Nếu như trước đây bánh răng chỉ có thể sản xuất nhờ một máy phay có truyền động bằng
cơ cấu hành tinh thì bây giờ công nghệ AM cho phép sản xuất nhanh chóng.
77. 77
- Chế tạo các chi tiết máy khác nhau, các bộ phận thay thế
- Chế tạo mạch điện tử
- Thân, các chi và các bộ phận khác nhau của robot
- Chế tạo vỏ tàu thuyền World's Largest 3D Printed Boat and 3D Printer -YouTube
78. TẠO MẪU NHANH
- Công nghệ in 3D được ứng dụng hiệu quả trong tạo mẫu nhanh giúp chế tạo ra
một sản phẩm một cách nhanh chóng.
- Ngoài ra công nghệ in 3D trong tạo mâu nhanh và kỹ thuật đảo ngược giúp
phục hồi và chế tạo các chi tiết hao mòn cần sửa chữa. Ví dụ như các trục cán,
trục lăn, các chi tiết chịu mài mòn,.. Chi tiết nhanh chóng được sản xuất sẽ
giúp làm giảm thời gian chết trong sản xuất.
78
79. CHÊ TẠO KHUÔN
MẪU
• For additive manufacturing of injection molds, the AM
machines Objet Connex500 and Objet1000 Plus from
Stratasys Ltd. are used. Both machines work according to
the PolyJet process and differ mainly in build size.The
Objet Connex500 for instance, uses eight print heads, four
of which apply the construction and support material in a
single operation in a 490 x 390 x 200 mm build space.The
support material SUP705 has a gel-like consistency and can
be removed with a water jet.The resolution of the printer
is 600 dpi in the x y plane and 1600 dpi in the z plane,
limited by the droplet size of the liquid photopolymer.The
achievable layer thickness is therefore between 16 µm and
30 µm. Besides PolyJet, different AM methods can be used
for tooling, such as stereolithography and lasersintering
• Nhựa được đúc phun: hỗn hợp Polypropylen
79
84. HÀNG KHÔNG VŨ TRỤ, QUÂN SỰ
• Máy bay cỡ nhỏ
• https://3dprint.com/104602/jet-powered-3d-printed-uav/
• Tuabin động cơ tên lửa, máy bay
• In trực tiếp tại các trạm nghiên cứu trên vũ trụ, chỉ cần bản thiết kế, có thể sử dụng vật liệu có sẵn
https://3dprint.com/3559/nasa-made-in-space-3d-print-filament-recycle/. 84
85. XÂY DỰNG
- - Kết cấu cầu, nhà cửa,
- - Đồ nội thất
- https://www.sciencedirect.com/s
cience/article/pii/S18777058163
17453
Có thể tạo ra các kết cấu có độ
phức tạp cao và độ bền cao
85
86. 86
Công ty WinSun, Trung Quốc, sử dụng công nghệ in 3D cho vật liệu tương tự bê tông. Trong năm 2014,
họ đã hoàn thành việc xây dựng những ngôi nhà bằng công nghệ in 3D.
Các bộ phận của ngôi nhà được in sau đó lắp ráp với nhau. Các bộ phần được in bằng máy in, cao 6 mét,
rộng 10 mét và dài 40 mét. Máy in đùn vật liệu (vữa) qua vòi phun từng lớp một. Tường có hoa văn gia
cố theo đường chéo, vớicấu trúc rỗng sẽ hoạt động như lớp cách nhiệt
Chi phí ước tính của mỗi tòa nhà là 4.800 đô la.
87. 87
Vật liệu sử dụng là xi măng và cát
Công nghệ in Contour Crafting, vật liệu được đổ dần từng lớp một qua vòi phun
Toàn bộ sản phẩm sẽ được in trực tiếp tại vị trí mong muốn. Không giới hạn về kiến trúc và độ chính xác
cao nhất
88. NÊU MỘT ỨNG DỤNG IN 3D MÀ EM
BIẾT?
• Sản phẩm
• Vật liệu?
• Công nghệ để gia công sản phẩm đó?
88
Question?
89. CÁC BƯỚC TẠO RA MỘT CHI TIẾT IN 3D
89
Lựa chọn phương pháp
Lựa chọn vật liệu
(một hoặc một nhóm vật
liệu)
- Sản phẩm in có cần support
không?
- Nếu có thì dự định support
như thế nào
95. CÁC CÔNG NGHỆ HỖ TRỢ
- Công nghệ vật liệu
- Máy CNC
- Điều khiển số
- Công nghệ in
- Công nghệ Laser
95
96. CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU
• Nghiên cứu về vật liệu: vật liệu mới đáp ứng yêu cầu sử dụng và đảm bảo khả năng gia công
• Cơ học vật liệu:
Thay đổi chế độ công nghệ để thay đổi cơ tính của sản phẩm
thay đổi cấu trúc của sản phẩm để tạo ra một sản phẩm có cơ tính theo yêu cầu
Thay đổi cấu trúc của vật liệu
• Topology + AI
• Y sinh: vật liệu thay thế mô cơ
• 4D printing
96
