(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng thông số in 3d theo công nghệ FDM đến độ bền kéo sản phẩm nhựa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRỊNH THÁI XIÊM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG THÔNG SỐ IN 3D
THEO CÔNG NGHỆ FDM ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO
SẢN PHẨM NHỰA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ - 8520114

SKC006705

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
---------------o0o--------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRỊNH THÁI XIÊM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG THÔNG SỐ IN 3D THEO
CÔNG NGHỆ FDM ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO SẢN PHẨM NHỰA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ - 8520114

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
---------------o0o--------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRỊNH THÁI XIÊM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG THÔNG SỐ IN 3D THEO
CÔNG NGHỆ FDM ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO SẢN PHẨM NHỰA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ- 8520114
Hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. PHẠM SƠN MINH
TS. NGUYỄN VINH DỰ

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2020


i


ii


iii

iv


v


vi


LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ và tên: TRỊNH THÁI XIÊM

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 23-06-1980

Nơi sinh: Tây Ninh

Quê quán: Tây Ninh

Dân tộc: Kinh

Đơn vị công tác: Trung tâm Ứng dụng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ- Sở Khoa
học và Công nghệ TPHCM
Chỗ ở hiện nay: 38/14/6 Ao Đơi, Bình Trị Đơng A, Quận Bình Tân, TPHCM
Điện thoại cơ quan: 028.39322372

Điện thoại nhà riêng: 0918.911191

Fax: 028.39322373

E-mail:

II. Q TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ 09/1998 đến 06/2003

Nơi học: Trường Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM
Ngành học: Điện Tự động Tàu thủy
Tên môn thi tốt nghiệp: Điều khiển tự động, Truyền động Điện, Máy điện
Ngày & nơi thi tốt nghiệp: Năm 2003 tại Trường Đại học Giao thông Vận tải
TPHCM
2. Thạc sĩ:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ 02/2018 đến 05/2020

Nơi học: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
Ngành học: Kỹ Thuật Cơ Điện Tử
Tên luận văn: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số in 3D theo công nghệ FDM đến độ
bền kéo sản phẩm nhựa.
Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 23/05/2020 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
TP.HCM
Người hướng dẫn: PGS.TS. Phạm Sơn Minh và TS. Nguyễn Vinh Dự
2. Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ):

Tiếng Anh, tương đương cấp độ B1.

vii


3. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật được chính thức cấp; số bằng,
ngày và nơi cấp:
Học vị: Kỹ sư; Cấp ngày 16/06/2004; Nơi cấp: Trường Đại học Giao thông Vận tải
TP.HCM.
Học vị: Cử nhân; Cấp ngày 17/12/2008; Nơi cấp: Trường Đại học Kinh tế TP.HCM
III. Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC:
Nơi cơng tác

Thời gian

Cơng việc đảm nhiệm

Xí nghiệp Điện tử Ứng dụng- Trung tâm
2004-2008

Nghiên cứu Ứng dụng và Dịch vụ KHKT-

Nhân viên kỹ thuật

Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM
Trung tâm Đào tạo Tự động hóa Cơng
2008-2011

nghiệp- Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển

giao Cơng nghệ -Sở Khoa học và Cơng

Phó trưởng Trung tâm

nghệ TPHCM
Phịng Dịch vụ chuyển giao Cơng nghệ2011-2017

Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao
Công nghệ- Sở Khoa học và Công nghệ

Trưởng phịng

TPHCM
Phịng Cơ khí và Tự động hóa- Trung tâm
2017 - 2019

Ứng dụng Tiến bộ Khoa học và Cơng

Phó trưởng phịng

nghệ- Sở Khoa học và Cơng nghệ TPHCM
Phịng Giải pháp năng lượng và Năng
2019 - nay

lượng mới- Trung tâm Ứng dụng Tiến bộ
Khoa học và Công nghệ- Sở Khoa học và

Phó trưởng phịng

Cơng nghệ TPHCM

IV. CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
1. Bài báo “Thiết kế Bảng quảng cáo không dây ứng dụng trong quảng cáo” - Hội
nghị Khoa học & Cơng nghệ thường niên Khoa Cơ khí lần VI - Trường ĐH
Bách Khoa TPHCM – năm 2015.

viii


2. Bài báo “Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn mô phỏng thử nghiệm đâm
xuyên cho thiết bị thử nghiệm nón bảo hiểm theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia”Hội nghị Cơ khí Tồn quốc lần IV- năm 2015.
3. Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ và thiết kế chế
tạo hệ thống gia – giải nhiệt khn theo xung đột dịng chảy” – Sở KH&CN
TPHCM năm 2016.
4. Đề tài “Tìm kiếm, phát hiện các nhóm nghiên cứu tiềm năng và lựa chọn các tổ
chức, cá nhân có kết quả nghiên cứu xuất sắc thuộc khu vực phía nam đáp ứng
mục tiêu, nội dung của chương trình Đổi mới cơng nghệ quốc gia đến năm
2020” -Bộ KH&CN- năm 2019.
5. Bài báo “Influence of Layer Parameters in Fused Deposition Modeling ThreeDimensional Printing on the Tensile Strength of a Product”- 2020 9th
International Conference on Advanced Materials and Engineering Materials
(ICAMEM2020) – 2020.07.3-07.5 Bankok, Thailand.

TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020
Người khai ký tên

TRỊNH THÁI XIÊM

ix


LỜI CAM ĐOAN

Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số in 3D theo công nghệ FDM đến độ bền
kéo sản phẩm nhựa”.
–

GVHD:

PGS.TS. Phạm Sơn Minh và TS. Nguyễn Vinh Dự

–

Họ tên học viên:

Trịnh Thái Xiêm

–

MSHV:

1820910;

–

Số điện thoại liên lạc: 0918.911191

Lớp: CDT18A

Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này là cơng trình do chính tơi nghiên cứu
và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được cơng bố mà
khơng trích dẫn nguồn gốc.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 05 năm 2020
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

TRỊNH THÁI XIÊM

x


LỜI CẢM ƠN

Trong khoảng thời gian học tập ở trường tôi đã học hỏi được rất nhiều kiến thức,
kinh nghiệm quý báu từ quý Thầy (Cô), bạn bè, đồng nghiệp. Điều đó đã giúp tơi có
thể hồn thành tốt luận văn Thạc sĩ này.
Tôi xin viết lời cảm ơn này để bày tỏ lịng tri ân chân thành của mình đến: Thầy
PGS. TS. Phạm Sơn Minh– Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM và TS.
Nguyễn Vinh Dự - Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM đã luôn tận tình hướng dẫn,
động viên, cung cấp tài liệu, đưa ra những lời khuyên, định hướng và bước đi đúng
đắn trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Các Thầy (Cô) Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM, những người đã tận
tình truyền đạt những kiến thức nền tảng bổ ích trong suốt chương trình học Thạc sĩ tại
trường.
Gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện, luôn ở bên hỗ trợ và động viên
tinh thần cho tôi những lúc khó khăn nhất.
Cám ơn Trung Tâm Ứng dụng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ- Sở Khoa học và
Công nghệ TPHCM, Trung tâm Hỗ trợ Phát triển Doanh nghiệp TPHCM,… đã giúp
đỡ để tơi hồn thành Luận văn.
Tơi cũng mong muốn được cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và người thân đã động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện Luận văn.

Và cuối cùng, xin gửi lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành công đến quý Thầy
(Cô), những người thân, bạn bè và đồng nghiệp của tôi.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

xi


TĨM TẮT
Hiện nay, máy in 3D với cơng nghệ FDM (Fused Deposition Molding) được sử
dụng rất nhiều và phát triển rất nhanh bởi những ưu điểm như vật liệu thông dụng,
khơng gây độc hại, chi phí thấp, và tạo mẫu nhanh bằng cách gia nhiệt, đùn và lắng
đọng sợi nhựa dẻo Polyme. Các thuộc tính của các bộ phận do FDM sản xuất là ảnh
hưởng đáng kể bởi các tham số xử lý. Để có được một mẫu in có độ bền cao, thời gian
hoàn thiện mẫu in nhanh và tiết kiệm được chi phí in thì cần phải có một thơng số in
phù hợp. Chính vì vậy, nhóm tác giả chọn đề tài nghiên cứu ảnh hưởng thông số in 3D
theo công nghệ FDM đến độ bền kéo sản phẩm nhựa. Tiến hành nghiên cứu, phân tích
lý thuyết dựa trên việc tham khảo, tìm kiếm các bài báo và các tài liệu trong nước và
quốc tế có liên quan đến in 3D. Tiến hành các thí nghiệm trên các mẫu in có thơng số
in (mật độ điền đầy, kiểu điền đầy ở bên trong, ở mặt trên và mặt dưới mẫu in, độ dày
từng lớp in, số lớp in, độ dày lớp in đầu tiên và vật liệu) in khác nhau. Sau khi in trên
máy in có độ chính xác cao, độ bền kéo các mẫu in được đo kiểm. Kết quả cho thấy
rằng mẫu in sử dụng vật liệu Pert, kiểu điền đầy bên trong mẫu: dạng tổ ong hoặc dạng
đồng tâm, kiểu điền đầy mặt trên/dưới mẫu: dạng đồng tâm, số lớp in thành mẫu chọn
giá trị thấp nhất, số lớp in mặt trên và mặt dưới mẫu in chọn 3 lớp và mật độ điền đầy
cao, độ dày từng lớp chọn giá trị thấp nhất thì mẫu in đạt độ bền kéo tốt nhất.

xii


ABSTRACT

Currently, the 3D printer machine with FDM (Fused Deposition Molding)
technique is popular using and fast developing by many advantages such as common
materials, non-toxic, low cost and creating quickly product by heatinh extruding and
despositing filaments of thermoplastic. However, in order to create a high-reliability
print pattern, finish printing fast time and save printing costs, an appropriate printing
parameter is required. Therefore, the authors choose and performed this research:
affects the 3D printing parameters on the tensile of plastic product by the FDM
technology. We have researched, analyzed from the reference, domestic and
international science articles related to 3D printing. Beside we also did the
experiments on printed patterns with different print specifications (Infill Density, infill
Pattern: (concentric, rectilinear, honeycomb, 3D honeycomb), Top/Bottom infill:
(rectilinear, concentric, hilbert curve, octagram spiral), Layer height (mm), Perimeters,
Solid layer/ top-bottom, First layer height and different materials)). After printing on a
high-precision printer, checked the tensile of the printed samples. The results show
that the printed samples used Pert material, the full filled inside the samples infill
Pattern: (concentric or Honeycomb), Top/Bottom infill (concentric), infill Density:
max value (%), Horizontal shells/Solid layer/top-bottom: 3, Layer height, First layer
height is choose min value: have high tensile.

xiii


MỤC LỤC
Trang tựa

TRANG

LÝ LỊCH KHOA HỌC ............................................................................................ vii
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... x
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ xi

TÓM TẮT................................................................................................................. xii
ABSTRACT ............................................................................................................ xiii
MỤC LỤC ............................................................................................................... xiv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... xvi
DANH SÁCH CÁC HÌNH ..................................................................................... xvii
DANH SÁCH CÁC BẢNG .................................................................................... xix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
1.2. Tình hình cơng nghệ in 3D một số nước trên thế giới ........................................ 2
1.3. Tình hình cơng nghệ in 3D ở việt nam ................................................................ 6
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài ................................................................... 7
1.5. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 8
1.6. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 8
1.7. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 9
1.8. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 9
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT .......................................................................... 10
2.1. Giới thiệu về công nghệ in 3D........................................................................... 10
2.2. Giới thiệu về máy in 3D .................................................................................... 14
2.3. Các thông số in 3D theo công nghệ FDM ......................................................... 16
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẪU THỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP IN 3D25
3.1. Thông số mẫu thử .............................................................................................. 25
3.2. Chế tạo mẫu thử ................................................................................................. 27
3.3. Thông số tiến hành thí nghiệm .......................................................................... 29
3.4. Tiến hành in ....................................................................................................... 33
3.5. Sản phẩm in để thực nghiệm ............................................................................. 36
CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG THÔNG SỐ IN 3D FDM ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO SẢN
PHẨM IN 3D............................................................................................................ 37
xiv

4.1. Thực nghiệm khoa học ...................................................................................... 37
4.2. Kết quả thực nghiệm và biện luận ..................................................................... 41
4.3. Kết luận: ............................................................................................................ 51
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ........................... 52
5.1. Kết luận.............................................................................................................. 52
5.2. Hướng phát triển đề tài ...................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 54

xv


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AM

Additive Manufacturing

Công nghệ bồi đắp vật liệu

FDM

Fused Deposition Modeling

In lắng đọng

SLA

Stereo Lithography Aparatus

Phương pháp tạo mẫu lập thể

SLS

Selective Laser Sintering

Phương pháp thiêu kết laser chọn lọc

LOM

Laminated Object Manufacturing

Công nghệ in 3D dán nhiều lớp

ASTM

American Society for Testing Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa
Materials

Kỳ

xvi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1: Máy in 3D do cơng ty 3D Systems của Mỹ sản xuất [15] ............................. 2
Hình 1.2: Máy in 3D Cubicon do Hàn Quốc sản xuất [15] ............................................ 3
Hình 2.1: Ngun lí cơng nghệ FDM [9] ..................................................................... 10
Hình
Hình
Hình
Hình

Hình

2.2: Máy in FDM [32] ......................................................................................... 11
2.3: Sản phẩm của máy in FDM[32] ................................................................... 11
2.4: Máy in SLA [32] .......................................................................................... 11
2.5: Sản phẩm được tạo ra từ công nghệ in SLA [32] ......................................... 12
2.6: Công nghệ in 3D JP [32] .............................................................................. 12

Hình 2.7: Một số dạng sản phẩm của cơng nghệ SLS [32] .......................................... 13
Hình 2.8: Cơng nghệ in 3D 3DP [32] ........................................................................... 13
Hình 2.9: Hình dáng máy in 3D công nghệ LOM và một số sản phẩm [32] ............... 14
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

2.10: Cơng nghệ in 3D LOM [32] ....................................................................... 14
2.11: Cấu trúc máy in 3D [3] ............................................................................... 15
2.12: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CAD CAM [12]................................................ 15
2.13: Vật liệu tạo mẫu ABS [27] ......................................................................... 17
2.14: Vật liệu tạo mẫu PLA [27] ......................................................................... 18

Hình 2.15: Mật độ điền đầy 8; 15; 28; 45% [28] ......................................................... 20
Hình
Hình
Hình
Hình

2.16: Độ dày của mỗi lớp [9] ............................................................................... 20

2.17: Các phương pháp di chuyển đầu in [10] .................................................... 21
2.18: Số Perimeter tạo tạo thành bức tường in [29] ............................................ 22
2.19: Độ dày vỏ [29] ............................................................................................ 22

Hình
Hình
Hình
Hình

2.20: Phần nhơ ra nghiêng 1 góc lớn hơn 45o cần vật liệu hỗ trợ [31] ............... 24
2.21: Mẫu in sử dụng support [31] ...................................................................... 24
3.1: Mẫu thử kéo và kích thước mẫu ................................................................... 25
3.2: Vẽ mơ hình 3D ............................................................................................. 27

Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

3.3: Tải file 3D vào phần mềm ............................................................................ 27
3.4: Cài đặt số lượng trong một lần in ................................................................. 28
3.5: Chỉnh sửa các thơng số theo bảng ................................................................ 33
3.6: Màn hình điều khiển thơng số trong q trình in ......................................... 34
3.7: Theo dõi quá trình in trực tiếp trên phần mềm ............................................. 34
3.8: Quá trình in thực tế ....................................................................................... 35

3.9: Màn hình hiển thị các dữ liệu in của máy in 3D .......................................... 36
3.10: Đánh số mẫu in ........................................................................................... 36
4.1: Hình ảnh khi máy đang thử kéo cho chi tiết ................................................ 40

Hình 4.2: Sản phẩm sau khi kiểm nghiệm.................................................................... 40
Hình 4.3: Màn hình làm việc của máy đo .................................................................... 41
xvii


Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi vật liệu nhựa ............ 43
Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi mật độ điền đầy (%) 44
Hình 4.6: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi infill pattern ............ 45
Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi Top/Bottom infill
pattern ............................................................................................................................ 46
Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi số lớp thành ............. 47
Hình 4.9: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi Solid layer Top ........ 48
Hình 4.10: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi Solid layer-Bottom 48
Hình 4.11: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi first layer height ..... 49
Hình 4.12: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo khi thay đổi Layer height ........... 50

xviii


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thông số điều chỉnh ........................................................................................ 9
Bảng 2.1: Bảng thông số vật liệu nhựa ABS ................................................................ 17
Bảng 3.1: Thông số các trường hợp ảnh hưởng đến độ bền kéo .................................. 26
Bảng 4.1: Thông số các trường hợp của độ bền kéo .................................................... 42
Bảng 4.2: Thông số của trường hợp có ứng suất trung bình lớn nhất .......................... 51

xix


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Đặt vấn đề
Công nghệ in 3D hay cịn gọi là Cơng nghệ bồi đắp vật liệu (AM - Additive
Manufacturing) là một phương thức chế tạo sản phẩm bằng cách “đắp” từng lớp vật
liệu lên nhau, mô phỏng theo thiết kế đã được vẽ sẵn trên phần mềm CAD (Computer
Aided Design). Với cơng nghệ này có thể chế tạo sản phẩm một cách nhanh chóng với
chi phí và thời gian được giảm đáng kể so với các công nghệ chế tạo truyền thống.
Một trong số những ưu điểm nỗi bật của cơng nghệ AM là có thể tạo ra những sản
phẩm có hình dạng phức tạp một cách nhanh chóng mà các phương pháp gia cơng
truyền thống khó hoặc khơng thể chế tạo được. Hiện nay, cơng nghệ AM bao gồm rất
nhiều công nghệ như: FDM (Fused Deposition Modeling), LOM (Laminated Object
Manufacturing), SLS (Selective Laser Sintering), SLA (Stereolithography),…Trong
đó, cơng nghệ FDM là cơng nghệ phổ biến nhất do giá thành rẻ và sử dụng các loại vật
liệu thơng dụng, dễ tìm và thân thiện đối với mơi trường.[19]
Cơng nghệ FDM sử dụng ngun lí đùn sợi nhựa được gia nhiệt tới trạng thái bán
lỏng qua một vòi phun và bồi đắp theo từng lớp để tạo hình sản phẩm. Mặc dù công
nghệ FDM ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực quan trọng như:
công nghiệp sản xuất chế tạo, y tế và chăm sóc sức khỏe, kiến trúc, xây dựng, giáo
dục,… nhất là trong lĩnh vực chế tạo ra các chi tiết sử dụng ngay. Tuy nhiên chất
lượng của sản phẩm FDM còn cần phải được nghiên cứu và cải tiến thêm để đáp ứng
nhu cầu của khách hàng, đặc biệt là cơ tính của sản phẩm in được.
Để góp phần vào định hướng giảm chi phí chế tạo, cải tiến chất lượng sản phẩm
in sử dụng công nghệ FDM, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số in 3D theo công
nghệ FDM đến độ bền kéo sản phẩm nhựa” đã được triển khai thực hiện. Kết quả của
đề tài sẽ góp phần giúp cho các cơ sở chế tạo máy và sản xuất các sản phẩm sử dụng

cơng nghệ FDM có các thơng số cơng nghệ khả thi áp dụng vào quy trình chế tạo, sản
xuất.

1


1.2. Tình hình cơng nghệ in 3D một số nước trên thế giới
Hiện nay, công nghệ in 3D đã được phổ biến trên khắp thế giới. Số lượng tác
giả nghiên cứu về công nghệ này tăng theo từng năm, tập trung nhiều ở các nước như:
Anh, Mỹ, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc,…
1.2.1. Về quá trình phát triển của công nghệ
Anh: Để phát triển công nghệ in 3D ở nước mình, chính phủ Anh đã xây dựng một
trung tâm về in 3D cấp quốc gia với chi phí đầu tư gần 30 triệu USD. [15]
Mỹ: Chính phủ Mỹ đã triển khai kế hoạch trang bị máy in 3D cho học sinh trên
toàn nước mỹ dự kiến khoảng 70.000 trường học. Ngoài ra, nhiều tổ chức quốc gia của
Mỹ đều triển khai nghiên cứu và ứng dụng in 3D như: Viện quốc gia về sáng kiến chế
tạo cộng Mỹ (NAMII), Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF), Viện Y khoa Hồi sức
(AFIRM),…[15]

Hình 1.1: Máy in 3D do cơng ty 3D Systems của Mỹ sản xuất [15]
Đức: Năm 2012, Thủ tướng Đức Angela Merkle đã công bố dự án phát triển Công
nghiệp 4.0 trong đó có cơng nghệ in 3D với khoản kinh phí 500 triệu Euro trong 3
năm. Năm 2016, GE đã đầu tư hơn 1,3 tỷ USD cho hoạt động sản xuất, chế tạo của
công ty Concept laser, công ty in 3D tư nhân của Đức và công ty chế tạo máy in 3D
của Thụy Điển mang tên Arcam. [15]
Nhật Bản: Chính phủ Nhật Bản đã cơng bố kế hoạch hỗ trợ việc sử dụng máy in
3D cho các trường học, theo kế hoạch đó, chính phủ nhật sẽ hỗ trợ đầu tư trang thiết bị
cho các trường đại học về in 3D và sẽ dành ngân sách khoảng 44 triệu USD để hỗ trợ
các hoạt động phát triển và nghiên cứu công nghệ in 3D cho kim loại. [15]
Hàn Quốc: Chính phủ Hàn Quốc ln xem cơng nghệ In 3D là một trong những

cơng nghệ chính để cho Hàn Quốc phát triển. Chiến lược phát triển in 3D của Hàn
Quốc vạch ra cho thời gian 10 năm. Trong 5 năm đầu đặt dấu ấn đặc biệt liên quan đến
công nghiệp ô tô, y tế và điện tử. Năm năm sau nhắm đến ứng dụng rộng rãi cho mọi
ngành. Trong năm 2017, Hàn Quốc triển khai máy in 3D cho 277 thư viện, 5885
2


trường học và cho đến năm 2020, khoảng 10 triệu người dân Hàn Quốc có thể sử dụng
máy in 3D. Bên cạnh đó, quốc gia này đã đầu tư cơng nghệ in 3D vào ngành đóng tàu
với kinh phí lên đến 20 triệu USD. [15]

Hình 1.2: Máy in 3D Cubicon do Hàn Quốc sản xuất [15]
Trung Quốc: Chính phủ Trung Quốc đang từng bước phổ biến công nghệ in 3D
đến với người dân, kinh phí đầu tư tăng theo từng năm, cụ thể là: Năm 2012, Chính
phủ Trung Quốc cấp 6,5 triệu USD cho nghiên cứu về công nghệ in 3D. Năm 2013,
Chính phủ nước này cam kết đầu tư 245 triệu USD cho công nghệ in 3D trong suốt 7
năm. [15]
Singapore: Chính phủ Singapore đã đầu tư xây dựng các trung tâm phát triển công
nghệ in 3D nhằm biến Singapore thành một trong những quốc gia dẫn đầu Châu Á về
công nghệ in 3D, cạnh tranh với các nước phát triển tại Châu Âu và Châu Mỹ. Năm
2014, Đại học công nghệ Nanyang (NTU) cho ra mắt Trung tâm Singapore nghiên cứu
in 3D với khoản đầu tư 30 triệu USD, định hướng nghiên cứu, ứng dụng trong sản xuất
công nghiệp, vũ trụ và quốc phịng. [15]
Thái Lan: Chính phủ Thái Lan cũng có nhiều chương trình đẩy mạnh sự phát triển
của công nghệ in 3D. Viện sức khỏe trẻ em Quốc gia Thái Lan (QSNICH) khuyến
khích đội ngũ bác sỹ, y tá tích cực tham gia cộng đồng in 3D và ứng dụng rộng rãi
cơng nghệ này. [15]
Ngồi ra còn rất nhiều quốc gia khác trên thế giới cũng quan tâm, ứng dụng và phát
triển công nghệ in 3D. Các nước đều có chính sách, chiến lược, chương trình về ứng
dụng, nghiên cứu và phát triển các quy trình và thiết bị in 3D. Định hướng tương lai

công nghệ in 3D không chỉ phục vụ cho sản xuất hàng tiêu dùng mà còn phục vụ cho
3