Máy in 3D là gì? Máy in 3D dùng để làm gì?
Phương Ngọc Nhất HạnhMáy in 3D ra đời cách đây khoảng 40 năm, đang dần trở thành công cụ rất phổ biến hiện nay và có sức ảnh hưởng lớn đến nhiều lĩnh vực tuy nhiên rất nhiều người chưa hề biết đến. Vậy máy in 3D là gì, kỹ thuật in 3D là gì, nguyên lý hoạt động của máy in 3D ra sao? Hãy cùng META khám phá ngay công nghệ in 3D hiện đại trong bài viết này nhé!
Máy in 3D là gì và những điều cần biết
Máy in 3D là gì?
Máy in 3D là gì? 3D Printer là gì?
Máy in 3D (tiếng Anh là 3D printer) là loại máy có khả năng tạo ra một đối tượng vật lý là vật thể 3D (vật thể ba chiều hữu hình) từ một mô hình kỹ thuật số.
Khác với máy in thông thường, máy in 3D sử dụng file mô hình 3D được thiết kế trên phần mềm CAD (là thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính), tức là từ 1 file thiết kế trên máy tính sẽ được in ra thành vật thể rắn ba chiều.
Máy in 3D hoạt động theo phương thức sản xuất bồi đắp. Đây là một phương thức chế tạo sản phẩm bằng cách đắp từng lớp vật liệu lên nhau cho đến khi tạo được vật thể như mẫu đã thiết kế trước đó.
Xem thêm: Máy in có được mang lên máy bay không?
Thế nào là in 3D? Kỹ thuật in 3D là gì?
Như vậy, in 3D chính là quá trình sử dụng máy in 3D với kỹ thuật in 3D để tạo ra vật thể ba chiều. Hiện nay, thị trường có rất nhiều công nghệ in 3D, trong đó phổ biến là công nghệ FDM.
Từ khi ra đời cách đây khoảng 40 năm đến nay, công nghệ này đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, ngành nghề, tạo ra được nhiều sản phẩm với giá thành rẻ hơn và được dự đoán sẽ tạo ra nhiều sự thay đổi sâu rộng trong tương lai.
Trong kỹ thuật in 3D, thiết kế 3D được tạo ra nhờ sự trợ giúp của máy tính sẽ được nạp vào máy in 3D, khi đó máy bắt đầu xếp từng lớp vật liệu lên nhau theo phương pháp bồi đắp vật liệu dần dần từ thấp lên cao cho đến khi tạo được vật thể hoàn thiện.
Xem thêm: Ai là người phát minh ra máy in? Tìm hiểu lịch sử máy in
Cấu tạo máy in 3D
Hiện nay, có nhiều loại máy in 3D khác nhau, được phân loại dựa theo công nghệ in 3D (như FDM, SLS, SLA). Tuy nhiên, cho dù là loại máy nào, cấu tạo máy in 3D đều bao gồm các bộ phận chính như sau:
- Đầu in và hệ thống ép đùn: Hệ thống này chịu trách nhiệm xử lý nhiệt nhanh chóng cho vật liệu in 3D, khiến chúng đạt đến một nhiệt độ nhất định và biến thành dạng nhựa dẻo. Phần nhựa dẻo này sẽ được đùn ra ngoài thông qua vòi phun để tạo thành sản phẩm trên bàn in. Các yếu tố như tốc độ đùn nhựa, kích thước vòi phun sẽ ảnh hưởng đến tốc độ in và độ chính xác của máy in.
- Bàn in và hệ thống chuyển động trục Z: Bàn in là nơi chứa sản phẩm được in, các lớp vật liệu in sẽ từ từ được đùn ra từ đầu in. Trong quá trình in, hệ thống chuyển động trục Z (chuyển động lên xuống) sẽ di chuyển bàn in theo từng bước bằng nhau để tạo ra các lớp của sản phẩm in. Chất lượng và độ phân giải của chi tiết theo trục Z sẽ phụ thuộc vào độ chính xác của các động cơ điều khiển hệ thống trục Z.
- Hệ thống chuyển động XY: Giàn in sẽ trực tiếp điều khiển chuyển động X và Y của đầu in (chuyển động ngang dọc trên 1 mặt phẳng). Nó in từng lớp in 2D theo thiết kế. Độ chắc chắn của giàn in, chất lượng của động cơ, cảm biến điều khiển cùng với bàn in sẽ quyết định đến độ chính xác của một chi tiết in 3D.
Xem thêm: Máy in là thiết bị gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy in
Nguyên lý hoạt động của máy in 3D
Nguyên lý máy in 3D cơ bản là từ một file thiết kế trên máy tính (file CAD) sẽ được cắt thành các lớp riêng biệt, sau đó tạo ra sản phẩm theo từng lớp vật liệu bồi đắp lên nhau. Vật liệu được đùn ra theo từng lớp xếp chồng lên nhau theo đường chạy của máy in 3D và cho ra sản phẩm.
Nguyên lý hoạt động của máy in 3D chi tiết hơn như sau:
- Nhờ phần mềm trên máy tính, một đối tượng thiết kế sẽ được tạo ra với định dạng tệp STL (là đối tượng dạng 3D có vô số các bề mặt và đỉnh tam giác).
- Sau đó, đối tượng này (tệp STL) được chia cắt thành rất nhiều lớp (lớp 2D). Mỗi lớp được tính toán tạo các đường chạy cho đầu in, giống như một bản đồ các đường di chuyển mà vật liệu in sẽ được đùn ra theo đúng đường di chuyển đó.
- Tiếp đến, máy in 3D hoạt động sẽ chạy in từng lớp, ép đùn nhựa ra theo đường chạy đã định sẵn trên. Ban đầu, bàn in sẽ được đặt ở độ cao nhất định và hệ thống chuyển động ngang dọc theo trục XY sẽ di chuyển đầu in đùn ra vật liệu theo file STL được thiết kế từ trước. Sau khi in hết 1 lớp, hệ thống chuyển động trục Z sẽ di chuyển bàn in (lên phía trên) để máy in tiếp tục thực hiện in lớp in tiếp theo, chồng lên lớp in kế trước đó một cách tuần tự.
Xem thêm: Độ phân giải DPI trong máy in là gì? Bao nhiêu là đủ?
Máy in 3D dùng để làm gì?
In 3D giúp cho việc chế tạo vật nhanh chóng hơn, đặc biệt hữu ích trong việc thiết kế và thử nghiệm các mô hình mà không cần đợi đến khi có khuôn đúc mới tạo ra được sản phẩm hữu hình. Như vậy, dường như không có giới hạn trong việc tạo ra các đồ vật nhờ công nghệ in 3D. Vậy chúng ta hãy cùng xem ứng dụng của máy in 3D trong thực tế như thế nào nhé.
Máy in 3D được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như y học, sản xuất, thời trang, xây dựng. Cụ thể như sau:
Trong ngành y học
Công nghệ in 3D trong y học có thể tạo ra nhiều bộ phận giả trên cơ thể người với giá thành rẻ hơn nhiều so với cách chế tạo thông thường, giúp ích cho rất nhiều bệnh nhân có nhu cầu. Các bộ phận phổ biến được tạo ra bởi máy in 3D như da, xương, răng, tay, chân và chúng có thể hoạt động linh hoạt cùng với sự hỗ trợ của các thiết bị khác.
Không chỉ là các bộ phận bên ngoài, các bộ phận phức tạp bên trong cơ thể (như nội tạng, xương sọ, hông) cũng đang được nghiên cứu và thử nghiệm sản xuất, mở ra cơ hội cấy ghép tạng cho nhiều bệnh nhân với các điều kiện kinh tế khác nhau.
Trong phẫu thuật, việc tạo ra các mô hình sẽ trợ giúp đắc lực cho các bác sĩ phẫu thuật, giúp họ thực hành thao tác thuần thục trên mô hình trước khi phẫu thuật trên bệnh nhân.
Đặc biệt đối với ngành nha khoa - ngành có nhu cầu tạo ra các sản phẩm tinh chỉnh phù hợp với từng cá nhân, công nghệ in 3D cũng đang được sử dụng phổ biến.
Xem thêm: Máy in được dùng phổ biến đối với người dùng cá nhân là loại nào?
Trong ngành sản xuất
In 3D ra đời khiến cho việc sản xuất linh kiện trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Chỉ cần có thiết kế sẵn, bất kể linh kiện nào cũng có thể được tạo ra dù chúng có phức tạp như thế nào.
Điều này giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất khi tạo ra các mặt hàng đơn lẻ bởi nó có thể sản xuất ngay mà không cần tạo khuôn. Do đó, tổng chi phí đầu tư sẽ giảm xuống.
Hơn nữa, việc in 3D còn giúp cho việc thay thế và sửa chữa linh kiện dễ dàng hơn mà không phải lo lắng linh kiện cần thay không còn được sản xuất.
Bên cạnh đó, ngành sản xuất ôtô cũng sử dụng kỹ thuật in 3D trong việc tạo mẫu nhanh và sản xuất sản phẩm. Đây là một trong những ngành sớm nhất ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh của in 3D.
Xem thêm: Máy in laser là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Trong ngành thời trang
Kỹ thuật in 3D đã tạo ra rất nhiều các sản phẩm thời trang như quần áo, phụ kiện, trang sức đẹp mắt. Sẽ thú vị như thế nào khi các bộ quần áo phù hợp với số đo của từng người sẽ được sản xuất trong tương lai.
Một số nhà mốt đình đám như Chanel cũng đã sử dụng kỹ thuật in 3D để tạo ra các thiết kế thời trang trong các bộ sưu tập của mình, thúc đẩy sự phát triển của ngành thời trang theo hướng đa dạng, sáng tạo hơn.
Xem thêm: Máy in kim là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Trong ngành kiến trúc, xây dựng
Trên thế giới đã có một số công ty xây dựng tạo nên các ngôi nhà nhờ sử dụng máy in 3D. Nhà là một vật thể hữu hình, chỉ khác là nó có kích thước to hơn các vật thể thông thường nên vẫn hoàn toàn có thể được tạo ra nhờ những chiếc máy in 3D khổng lồ.
Công nghệ này có ưu điểm có thể tạo nên một công trình trong thời gian rất ngắn, đảm bảo an toàn xây dựng và tiết kiệm chi phí.
Đối với ngành kiến trúc, các mô hình thiết kế được chế tạo nhanh chóng hơn với nhiều chất liệu đa dạng, mở ra cơ hội lớn hơn cho các kiến trúc sư trong việc tạo ra các công trình kiến trúc và hỗ trợ ngành xây dựng phát triển.
Ngoài ra, công nghệ in 3D còn được ứng dụng trong các ngành nghề khác như thực phẩm, hàng không, điêu khắc…
Xem thêm: Máy in phun là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Trên đây là những thông tin chi tiết giúp bạn trả lời thắc mắc máy in 3D là gì, máy in 3D dùng để làm gì. Hy vọng chúng tôi đã gửi tới cho bạn những thông tin hữu ích và thú vị!
Nếu có nhu cầu mua các loại máy in đảm bảo hàng chính hãng, chất lượng, giá tốt, bạn hãy truy cập ngay website META.vn để xem chi tiết thông tin và đặt mua sản phẩm, hoặc liên hệ tới hotline dưới đây để được hỗ trợ nhanh nhất. META cam kết Hàng chính hãng, Uy tín lâu năm, Dịch vụ Giao hàng & Bảo hành trên toàn quốc.
Đừng quên thường xuyên truy cập META.vn để tham khảo thêm nhiều kiến thức hữu ích về các thiết bị văn phòng bạn nhé. Hẹn gặp lại bạn trong các bài viết sau!
