slide thuyết trình về công nghệ in 3D

Trường Đại Học Công Nghệ
Đại Học Quốc Gia Hà Nội.

Môn học : Công nghệ phi truyền thông và tạo mẫu nhanh.
Giảng viên : Nguyễn Phương Chi.

Đề Tài : Công Nghệ In 3D
Sinh viên : Đỗ Văn Minh


I. Một số nội dung chính

G

th
iới

iệu

Ph â n

Công nghệ tạo mẫu

loại

Nguyên lý hoạt

nhanh hay công
nghệ in 3D

Ứng dụn

g

Vide
o
phỏ

mô

ng

động


I.Giới Thiệu
- Công nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping– RP): là công nghệ sản xuất các mô

hình sản phẩm bằng phương pháp đắp từng lớp vật liệu dựa trên dữ liệu

CAD.
- Với những “máy in ba chiều”, cho phép người thiết kế nhanh chóng tạo ra những mẫu hữu hình, truyền ý tưởng thiết kế của họ đến công nhân hoặc khách hàng,
ngoài ra tạo mẫu nhanh còn được sử dụng để tạo thử những sản phẩm mới.

Hình 1 - Sản phẩm của công nghệ tạo mẫu nhanh


1.1 Lịch sử phát triển
Việc chế tạo máy tính được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: thiết kế (CAD), chế tạo (CAM), gia công điều khiển số nhờ máy tính (CNC). Và hệ thống tạo mẫu
nhanh ra đời với sự tạo mẫu trên môi trường CAD để tạo ra sản phẩm có thể sờ nắm được.

Bảng 1.1 Lịch sử phát triển của tạo mẫu nhanh và các công nghệ liên quan.

1.2 Các thời kì phát triển của tạo mẫu nhanh
a.Thời kỳ đầu: tạo mẫu bằng tay.
-Ra đời cách đây vài thế kỷ, các mẫu điển hình không có độ phức tạp cao và chế tạo một mẫu trung bình mất khoảng 4 tuần. Phương pháp tạo mẫu phụ thuộc vào
tay nghề và thực hiện công việc một cách cực kỳ nặng nhọc.


b.Thời kỳ thứ hai: phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo
-Thời kỳ thứ hai của tạo mẫu phát triển rất sớm, khoảng đầu thập niên 70. Thời kỳ này đã có phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo. Việc ứng dụng
CAD/CAE/CAM đã trở nên rất phổ biến.


c.Thời kỳ thứ ba: quá trình tạo mẫu nhanh.
-Trong thời kỳ này mức độ phức tạp của chi tiết cũng tăng lên, gấp ba lần mức độ phức tạp vào những năm của thập niên 70. Nhưng nhờ vào công nghệ tạo mẫu
nhanh nên thời gian trung bình để tạo thành một chi tiết chỉ còn lại 3 tuần so với 16 tuần ở thời kỳ thứ hai.
- Năm 1988, hơn 20 công nghệ tạo mẫu nhanh đã được đưa vào sử dụng.


I. Công nghệ in 3D
1. Giới thiệu
Công nghệ in 3D là một thuật ngữ khác được dùng để chỉ công nghệ sản xuất đắp dần vật liệu, là một nhánh nhỏ của công nghệ tạo mẫu nhanh.


- In 3D là in ấn 1 vật thể theo không gian 3 chiều ( dài-rộng-cao hay X-Y-Z) mà ta có thể cầm nắm , quan sát hay sử dụng nó như 1 mô hình xe hơi, máy bay, lọ
hoa,giày , quần áo...thậm chí là một ngôi nhà.
- Máy in 3D có chức năng tạo ra vật phẩm 3 chiều bằng cách xây dựng nó theo từng lớp , cho đến khi toàn bộ vật thể được hoàn tất.


•

•

Tạo sản phẩm

File.STL cần phải được xử lý bởi phần mềm "slicer", chuyển đổi mô hình thành một loạt
các lớp mỏng và tạo ra tập tin G-code. G-code được đưa vào máy in để in sản phẩm.
Cách chuyển
Đổi

Các mô hình 3D sau đó cần phải được chuyển đổi sang file.STL

Mô hình

•

Mô hình 3D in có thể được tạo ra với một máy tính và phần mềm thiết kế hỗ trợ (CAD)
hoặc thông qua một máy quét 3D.

2. Đặc điểm


3.Qúa trình tạo mẫu được trải qua 5 giai đoạn như sau:


•
•
•

Nhược điểm

•

Ưu điểm :

lần so với công nghệ khác.

Sản xuất chủ yếu đơn chiếc, số lượng nhỏ.

Tốc độ hình thành sản phẩm rất nhanh, có thể gấp 5-10

Đun nóng chảy nhựa làm ô nhiễm môi trường.

•
•

Chi phí đầu tư lớn.

Sản phẩm tạo ra đạt cơ tính và độ chính xác cao.
Có thể in các vật có cấu tạo hình học phức tạp mà
không cần giá đỡ.

•

Là công nghệ tạo mẫu có đầy đủ màu sắc lên đến hàng
triệu màu.

4. Đặc điểm

5. Phạm vi ảnh hưởng của công nghệ in 3D


6. Ứng dụng








II. Phân Loại
Vật liệu dạng bột, kim

Công nghệ SLS.

loại, thạch cao...

Vật liệu dạng lỏng,

Công nghệ SLA

polymer nhạy quang.

Công nghệ in 3D

Công nghệ sử dụng vật

Công nghệ

liệu giấy, tấm gỗ.

LOM

Công nghệ sử dụng vật

Công nghệ

liệu sáp, ABS...

FDM


I.Công nghệ tạo mẫu nhanh SLA

(Stereo Lithography Apparatus) được phát minh bởi Charles Hull vào năm 1984 và được phát triển bởi
công ty 3D Systems

Công nghệ

Vật liệu sản xuất là loại nhựa lỏng có khả năng đông đặc dưới tác dụng của các tia tử ngoại.

SLA

Sử dụng chùm tia laser.


2. Nguyên lý làm việc
Công nghệ này dựa trên nguyên lý cơ bản là sử dụng chùm tia laser có cường độ cao chiếu vào một bể chất lỏng cảm quang nhạy sáng theo mặt cắt ngang của mẫu và

do hiện tượng polymer hoá dưới tác động của tia laser làm đông cứng lớp chất lỏng này tạo nên một lớp của vật mẫu.


* Mẫu làm bằng phương pháp SLA (show video)


II. Công nghệ tạo mẫu nhanh SLS

(Selective Laser Sintering) vận hành tương tự SLA nhưng vật liệu ở dạng bột, thủy tinh, nhựa nhiệt keo và
cả kim loại.

Công nghệ

Sử dụng chùm laser thiêu kết.

SLS

Được thương mại hóa bởi 3DSytstem và EOS.