Máy in 3D là gì? Nguyên lý hoạt động của máy in 3D mà không phải ai cũng biết

Máy in 3D ra đời cách đây khoảng 40 năm, đang ngày càng phổ biến và có sức ảnh hưởng lớn đến nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều người chưa hiểu rõ về công nghệ này. Vậy máy in 3D là gì? Kỹ thuật in 3D hoạt động như thế nào? Cùng FPT Shop tìm hiểu nhé!

Máy in 3D là gì?

Định nghĩa máy in 3D là gì?

Máy in 3D là một công nghệ đột phá cho phép tạo ra các vật thể ba chiều thực tế từ mô hình kỹ thuật số. Khác với máy in 2D chỉ in ra hình ảnh phẳng, máy in 3D có thể "in" ra các vật thể sống động với đầy đủ kích thước và chi tiết.

Quá trình in 3D bắt đầu từ việc thiết kế mô hình 3D trên phần mềm CAD. Sau đó, mô hình này được chuyển đổi thành các lớp mỏng và được "in" ra bằng cách sử dụng các vật liệu như nhựa, kim loại hay thậm chí là sô cô la.

Máy in 3D hoạt động dựa trên nguyên lý bồi đắp, nghĩa là từng lớp vật liệu sẽ được chồng lên nhau cho đến khi tạo thành vật thể hoàn chỉnh. Quá trình này có thể mất vài giờ hoặc vài ngày, tùy thuộc vào kích thước và độ phức tạp của vật thể.

Máy in 3D mở ra vô số tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất công nghiệp, y tế, giáo dục, đến nghệ thuật và giải trí. Với khả năng tạo ra các vật thể độc đáo và phức tạp, máy in 3D đang dần thay đổi cách chúng ta tạo ra và sử dụng đồ vật.

Thế nào là in 3D? Kỹ thuật in 3D là gì?

In 3D là một kỹ thuật tiên tiến cho phép tạo ra các vật thể ba chiều từ mô hình kỹ thuật số được thiết kế trên máy tính. Quá trình này sử dụng máy in 3D để "in" từng lớp vật liệu lên nhau cho đến khi tạo thành vật thể hoàn chỉnh.

Hiện nay, có rất nhiều công nghệ in 3D khác nhau, nhưng phổ biến nhất là công nghệ FDM (Fused Deposition Modeling) sử dụng nhựa nung chảy để tạo hình.

Cấu tạo máy in 3D

Sau khi đã hiểu rõ về khái niệm máy in 3D là gì, cùng FPT Shop tìm hiểu về cấu tạo của các loại máy in 3D nhé!

Hiện nay, trên thị trường có đa dạng máy in 3D, được phân loại dựa vào công nghệ sử dụng như FDM, SLS, SLA. Dù là loại nào, mọi máy in 3D đều có cấu tạo cơ bản gồm:

• Đầu in và hệ thống ép đùn: Đây là phần quan trọng xử lý nhiệt độ để vật liệu in 3D trở thành nhựa dẻo. Sau đó, nhựa này được đùn ra qua vòi phun để tạo hình sản phẩm trên bàn in. Tốc độ đùn nhựa và kích thước vòi phun ảnh hưởng đến tốc độ in và độ chính xác của máy.
• Bàn in và hệ thống chuyển động trục Z: Bàn in là nơi sản phẩm được tạo ra, các lớp vật liệu sẽ được đùn ra từ đầu in. Trong khi in, hệ thống chuyển động trục Z sẽ di chuyển bàn in theo từng bước nhất định để tạo ra các lớp của sản phẩm in. Chất lượng và độ phân giải của sản phẩm theo trục Z phụ thuộc vào độ chính xác của các động cơ điều khiển trục Z.
• Hệ thống chuyển động XY: Giàn in sẽ điều khiển chuyển động X và Y của đầu in trên mặt phẳng. Nó in từng lớp 2D theo thiết kế. Độ chắc chắn của giàn in, chất lượng của động cơ, cảm biến điều khiển cùng với bàn in sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của sản phẩm in 3D.

Nguyên lý hoạt động của máy in 3D

Nếu đã biết được máy in 3D là gì, bạn cũng nên tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của loại máy in này để hiểu được tại sao máy lại có thể in được mô hình.

Nguyên tắc hoạt động cơ bản của máy in 3D là từ một tệp thiết kế trên máy tính (gọi là tệp CAD), nó sẽ được chia thành các lớp riêng biệt và sau đó sản xuất sản phẩm bằng cách bồi đắp vật liệu từng lớp lên nhau.

Cụ thể, quá trình hoạt động của máy in 3D được thực hiện như sau:

• Phần mềm trên máy tính tạo ra một đối tượng thiết kế trong định dạng tệp STL, đây là một đối tượng 3D với các bề mặt và đỉnh tam giác.
• Đối tượng này sau đó được chia thành các lớp (hay còn gọi là lớp 2D) rất mỏng. Mỗi lớp sẽ được tính toán để tạo ra các đường di chuyển cho đầu in, tạo ra một loạt đường chạy mà vật liệu in sẽ được đùn ra theo.
• Máy in 3D sẽ tiến hành in từng lớp, đẩy nhựa ra theo các đường chạy đã định sẵn. Ban đầu, bàn in được đặt ở một độ cao cố định và hệ thống chuyển động theo trục XY sẽ di chuyển đầu in theo các đường chạy đã được thiết kế từ trước. Sau khi in xong một lớp, bàn in sẽ được di chuyển lên một chút để tiếp tục in lớp tiếp theo, quá trình này lặp lại cho đến khi sản phẩm hoàn thành.

Máy in 3D dùng để làm gì?

In 3D là một công nghệ giúp chế tạo vật phẩm nhanh chóng, đặc biệt hữu ích trong việc thiết kế và thử nghiệm các mô hình mà không cần phải chờ đợi cho việc tạo ra khuôn đúc mới để có sản phẩm thực tế. Điều này mở ra một thế giới mới trong việc sáng tạo các đồ vật mà không gặp những rào cản về quy trình sản xuất như các cách truyền thống. Cùng tìm hiểu cách mà máy in 3D được áp dụng trong thực tế, từ các lĩnh vực như y tế, sản xuất, thời trang đến xây dựng.

Trong ngành y học

Công nghệ in 3D trong lĩnh vực y học đang phát triển mạnh mẽ, mang lại nhiều lợi ích cho bệnh nhân với giá thành phải chăng hơn. Nhờ vào máy in 3D, các bộ phận giả trên cơ thể như da, xương, răng, tay, chân có thể được tạo ra và hoạt động linh hoạt, hỗ trợ đáng kể cho các bệnh nhân.

Ngoài ra, công nghệ này cũng đang mở ra cơ hội mới trong việc sản xuất các bộ phận phức tạp bên trong cơ thể như nội tạng, xương sọ, hông, tạo điều kiện cho việc cấy ghép tạng cho nhiều bệnh nhân khác nhau với nhiều điều kiện kinh tế khác nhau.

Trong phẫu thuật, việc tạo ra các mô hình giúp bác sĩ thực hành trước khi thực hiện trên bệnh nhân, từ đó nâng cao độ chính xác và giảm thiểu rủi ro trong quá trình phẫu thuật thực tế.

Trong lĩnh vực nha khoa, công nghệ in 3D đang được áp dụng rộng rãi để tạo ra các sản phẩm tinh chỉnh phù hợp với từng cá nhân, đáp ứng nhu cầu đa dạng của bệnh nhân.

Trong ngành sản xuất

Công nghệ in 3D ra đời đã làm cho việc sản xuất linh kiện trở nên đơn giản hơn bao giờ hết. Chỉ cần có thiết kế sẵn, bất kể linh kiện nào cũng có thể được tạo ra mà không cần phải tạo khuôn, giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất.

Việc sử dụng máy in 3D cũng giúp cho việc thay thế và sửa chữa linh kiện trở nên dễ dàng hơn, không cần lo lắng về việc linh kiện cần thiết có sẵn hay không.

Ngành sản xuất ô tô cũng đã áp dụng kỹ thuật in 3D trong việc tạo mẫu nhanh và sản xuất linh kiện. Đây là một trong những ngành hàng đầu áp dụng công nghệ in 3D để tạo ra các mẫu nhanh chóng.

Trong ngành thời trang

Kỹ thuật in 3D đã mở ra cánh cửa cho việc tạo ra nhiều sản phẩm thời trang độc đáo như quần áo, phụ kiện và trang sức đẹp mắt. Trong tương lai, việc sản xuất các bộ quần áo phù hợp với số đo của từng người sẽ mang lại trải nghiệm thú vị và tiện lợi hơn.

Các thương hiệu thời trang nổi tiếng như Chanel cũng đã áp dụng kỹ thuật in 3D vào việc thiết kế trong các bộ sưu tập của họ. Điều này đã thúc đẩy sự phát triển của ngành thời trang với sự đa dạng và sáng tạo hơn, mang lại nhiều lựa chọn mới cho người tiêu dùng.

Trong ngành kiến trúc, xây dựng

Trên toàn cầu, có nhiều công ty xây dựng đã áp dụng công nghệ máy in 3D để tạo ra các ngôi nhà. Mặc dù nhà có cấu trúc lớn hơn so với các vật thể thông thường nhưng với sự giúp đỡ của các máy in 3D khổng lồ, chúng vẫn có thể được xây dựng.

Ưu điểm của công nghệ này là tạo ra các công trình xây dựng trong thời gian ngắn, đảm bảo tính an toàn và tiết kiệm chi phí. Trong lĩnh vực kiến trúc, việc sản xuất các mô hình thiết kế trở nên nhanh chóng hơn với sự đa dạng về chất liệu, mang đến cơ hội mới cho các kiến trúc sư trong việc tạo ra các công trình và thúc đẩy sự phát triển của ngành xây dựng.

Bên cạnh đó, công nghệ in 3D cũng được áp dụng trong các lĩnh vực khác như thực phẩm, hàng không và điêu khắc.

Tạm kết

Máy in 3D là gì? Đây là một chìa khóa mở ra thế giới của công nghệ hiện đại và tiềm năng sáng tạo vô tận. Máy in 3D, hay còn được gọi là máy in ba chiều, đã làm thay đổi cách chúng ta nghĩ về việc sản xuất ra các đồ vật.

Nếu bạn đang cần tìm mua những món đồ gia dụng cho gia đình của mình, hãy ghé ngay FPT Shop bạn nhé! Tivi, máy lạnh, máy hút bụi hay nồi, chảo đều có đầy đủ để phục vụ cho nhu cầu của bạn. Tham khảo quạt điều hoà giúp xoá tan cái nóng oi bức tại đây:

Quạt điều hòa

Xem thêm:

• Công nghệ nấu 1D, 2D, 3D, cao tần là gì? Đặc điểm nổi bật của từng nồi và độ giống và khác nhau
• Tivi 3D là gì? Tổng hợp 5 mẫu tivi 3D phân khúc giá rẻ, chất lượng được đánh giá cao