Được các nhà bình luận bao gồm cả BBC mệnh danh là “Cuộc cách mạng công nghiệp tiếp theo”, in 3D đã trở thành một từ thông dụng trong các ngành công nghiệp đa dạng như thời trang, chăm sóc sức khỏe, xây dựng và thậm chí cả thực phẩm. Tuần trước chứng kiến ca phẫu thuật tái tạo khuôn mặt một người đàn ông thành công bằng cách sử dụng xương in 3D. Nhưng in 3D để làm gì?
Định nghĩa về in 3D
In 3D, hay sản xuất bồi đắp, xây dựng các vật thể theo từng lớp, không giống như sản xuất truyền thống sử dụng khuôn hoặc lắp ráp các bộ phận khác nhau.
Công nghệ này đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, nhưng chỉ mới được thương mại hóa gần đây ở mức độ mà người tiêu dùng bình thường có thể tiếp cận được. Giờ đây, bạn có thể mua một máy in 3D với giá chỉ £500 và chỉ cần cắm nó vào máy tính xách tay của mình để bắt đầu ‘in’ các sản phẩm cơ bản.
3D-Print hoạt động như thế nào?
Về cơ bản, có hai loại in 3d gia dụng hoặc công nghiệp nhẹ chính, Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM) và Kỹ thuật in lập thể (SL). Các máy in công nghiệp nặng hơn khác sử dụng phần mềm và công nghệ độc quyền thường là các dạng ép đùn hoặc SL tiên tiến hơn.
FDM hoạt động bằng cách sử dụng máy đùn (vòi phun) và dây tóc trong một ống chỉ được gắn vào máy. Máy “in” từng lớp bằng đầu phun giống như đầu in phun. Các lớp có thể có độ dày khác nhau tùy thuộc vào độ phân giải của máy. Nói chung, các đối tượng được in bằng FDM thô hơn và thô hơn các đối tượng được in bằng SL, nhưng có sự khác biệt lớn giữa các máy FDM khác nhau.
Có hai loại dây tóc chính như sau:
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS): Đây là loại dây tóc đầu tiên được tung ra thị trường. Nó thường cứng hơn PLA và cho lớp hoàn thiện mịn hơn một chút. Nó cũng cần được làm nóng để sử dụng trong máy in 3d.
Axit polylactic (PLA): Đây đang trở thành một loại dây tóc phổ biến hơn nhiều cho in 3d. Hai ưu điểm chính của nó là có thể phân hủy sinh học (vì nó được làm từ tinh bột ngô) và có thể được sử dụng mà không cần gia nhiệt trong máy in 3d. Do đó, nhiều máy in rẻ hơn chỉ sử dụng PLA. Tuy nhiên, lớp hoàn thiện thường thô hơn và vật phẩm được in kém bền hơn so với ABS.
Cả ABS và PLA đều có nhiều màu sắc khác nhau và hầu hết các máy đều tương thích với dây tóc PLA hoặc ABS thông thường hoặc cả hai. Có hai kích cỡ dây tóc – đường kính 1.75mm và 3.00mm. Không phải tất cả các máy đều tương thích với tất cả các đường kính, vì vậy điều quan trọng là phải kiểm tra xem đường kính nào phù hợp nhất với dự án của bạn.
Công nghệ in nổi (SL) hoạt động bằng cách sử dụng nhựa phản ứng với tia cực tím trong bể và tia laser UV “in” bằng cách xử lý từng lớp nhựa, dẫn đến vật thể được in trong nhựa đã xử lý, sau đó được lấy ra khỏi bể. Nhựa còn lại sau đó có thể được tái chế. Hiện tại, chỉ có một máy in SL trên thị trường dành cho gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ, Mẫu 1 từ Form Labs. Chất lượng của sản phẩm cuối cùng rất tốt, nhưng diện tích in rất nhỏ và nhựa chỉ có 2 màu, vì vậy nếu bạn muốn có một màu khác, bạn sẽ phải mài và xử lý vật thể.
Máy in 3D tốt nhất là gì?
Khi nói đến việc mua máy in 3D cho một dự án cụ thể hoặc nhu cầu kinh doanh nhỏ, có một số yếu tố cần xem xét để tìm máy in phù hợp với bạn,
Chất Lượng Đầu Ra
Hầu hết các máy in FDM, bất kể chúng sử dụng nhựa PLA hay nhựa ABS, vẫn tạo ra các sản phẩm có thể nhìn thấy các đường từ mỗi lớp in. Tuy nhiên, sử dụng vật liệu tổng hợp chất lượng cao hơn và thậm chí cả kim loại thay vì nhựa giúp cải thiện chất lượng đầu ra (miễn là máy in tương thích).
Ngoài ra, các máy in SL chẳng hạn như Mẫu 1 từ FormLabs tạo ra lớp hoàn thiện mịn hơn nhiều bằng cách xử lý vật liệu gốc nhựa bằng tia laser. Một cách khác để cải thiện chất lượng đầu ra là kết hợp máy in FDM tiêu chuẩn với quy trình mài và hoàn thiện.
Kích thước của máy in
Hầu hết các máy in 3D hộ gia đình và thương mại nhỏ có diện tích in từ 400 đến 800 cm 2 và chiều cao từ 15 đến 30 cm. Nhưng đối với các mặt hàng lớn hơn, đặc biệt là các nguyên mẫu kiến trúc, máy in dạng tháp như Delta Tower, một sản phẩm liên doanh giữa Đức và Thụy Sĩ, có thể đặc biệt hữu ích.
giá máy
Ở đây, điều quan trọng là phải phân biệt giữa chi phí máy và chi phí sản xuất mỗi đơn vị. Về chi phí máy móc, một số máy in tiết kiệm hơn bao gồm Ultimaker (Anh), Makerbot (Mỹ), Sharebot (Ý), Bee (Bồ Đào Nha) và Witbox (Tây Ban Nha). Chi phí sản xuất phụ thuộc rất nhiều vào loại dây tóc. được sử dụng và số lượng đơn vị mà máy có thể sản xuất thực tế trong một khung thời gian nhất định.
Các công ty có thể sử dụng bản in 3D như thế nào?
Trong tương lai rất gần, máy in 3D có thể sẽ phổ biến trong các văn phòng kinh doanh nhỏ (hoặc phòng trống) như máy in phun ngày nay. Đã có sẵn trên thị trường và giá cả phải chăng, công nghệ in 3D cho phép các công ty tạo ra các sản phẩm mới, cải thiện những sản phẩm hiện có và xây dựng các mô hình kinh doanh hoàn toàn mới. Đối với bất kỳ doanh nghiệp nào có sản phẩm vật lý hoặc yếu tố thiết kế, hiểu biết về in 3D ngày càng trở nên quan trọng.
Hiện tại, chi phí sản xuất đơn vị vẫn còn quá cao để sản xuất bồi đắp quy mô lớn khả thi về mặt kinh tế. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều cách để các doanh nghiệp bắt đầu tận dụng lợi thế của công nghệ.
Cá nhân hóa sản phẩm
Bằng cách “in” các thành phần hoặc sản phẩm nhỏ độc đáo, các công ty có thể cung cấp một cái gì đó hoàn toàn độc đáo cho khách hàng của họ. Ví dụ: một thương hiệu thời trang hoặc phụ kiện có thể cung cấp một thành phần được cá nhân hóa có thể được thêm vào một sản phẩm chung. In 3D cũng được sử dụng để sản xuất những món quà nhỏ, được cá nhân hóa có thể đặt hàng trực tuyến.
nguyên mẫu
Đặc biệt đối với các công ty thiết kế kiến trúc hoặc sản phẩm, in 3D cung cấp một cách tiết kiệm chi phí để tạo nguyên mẫu và mô hình để khách hàng chấp thuận. Nó thường mất ít thời gian hơn để sản xuất so với các phương pháp thủ công truyền thống và cho kết quả chính xác và hấp dẫn hơn.
Phụ tùng
Hiện tại có một số phụ tùng thay thế “được in” cho nhiều loại máy khác nhau, nhưng những phụ tùng này có thể sẽ được sản xuất bởi máy in 3D công nghiệp (chẳng hạn như Voxeljet ở Đức) và được đặt hàng đặc biệt thay vì được in trong nhà. Nhưng khi công nghệ được cải thiện và chi phí giảm xuống, các công ty sẽ tự in các bộ phận của mình trong một vài năm tới.
Sản phẩm tiếp thị B2B
Các doanh nghiệp có thể in một số lượng nhỏ quà tặng như móc chìa khóa hoặc vỏ điện thoại như một phần trong nỗ lực tiếp thị B2B của họ. Xu hướng này có thể được quan sát đặc biệt tại các hội chợ và triển lãm, nơi các công ty có thể tiết kiệm bằng cách in vừa đủ quà tặng cho khách tham quan gian hàng của họ thay vì đặt hàng quá nhiều.