Máy In 3D FDM

Tổng Hợp Máy In 3D Công Nghệ FDM Tốt Nhất

Năm 2009 là năm hết hạn của bằng sáng chế công nghệ của FDM, nhờ sự kiện này mà công nghệ fdm được phổ biến trên toàn thế giới. Tôi dám chắc rằng cho dù bạn không rành về công nghệ nhưng trong tâm trí của bạn cũng từng thoáng qua hình ảnh của chiếc máy in 3d với 1 đầu vòi phun (chính xác hơn là đùn ) vật liệu in ra từng lớp từng lớp cho tới khi hoàn thiện sản phẩm. Đó chính là công FDM mà tôi sẽ đề cập trong bài viết này. Trước tiên đội sẽ giới thiệu sơ lược về công nghệ để bạn chắc kiến thức chuẩn xác và giới thiệu cho bạn các con máy in 3d công nghệ FDM tốt nhất hiện nay trong từng phân khúc.

Công nghệ in FDM là gì

Công nghệ FDM đã được nghiên cứu và phát triển lần đầu tiên vào năm 1980 bởi kĩ sư  S. Scott Crump và vợ đồng sáng lập công ty Stratasys Ltd được cấp bằng sáng chế vào năm 1989 với một tên gọi khác Fused filament fabrication (FFF) nhưng phổ biến và được dùng nhiều nhất hiện nay là FDM, đôi khi bạn có thể đọc được một vài bài nghiên cứu vẫn dùng tên cũ là FFF nên hãy nhớ FDM và FFF là cùng một công nghê.

FDM hoạt động theo nguyên lý làm nóng chảy sợi nhựa (filament) dẻo, về cơ bản đây là một sợi nhựa có thể làm nóng chảy, làm nguội, có kiểm soát. Điều này lặp đi lặp lại, xếp chồng lớp với nhau lần lượt cho đến khi mẫu mô hình được hình thành.

Công nghệ in 3d FDM được tạo ra bởi những người muốn tạo ra mẫu nhanh chóng. Ngày nay sản xuấy các nguyên mẫu thử nghiệm nhanh là một trong các lợi ích lớn nhất của FDM và công nghệ in 3d nói chung. Không có gì quá ngạc nhiên khi công nghệ in 3D đã dần trở thành một giải pháp sản xuất mạnh mẽ cho thay cho công nghệ cắt gọt truyền thống.

Cấu tạo của công nghệ in FDM

Cơ cấu điều khiển đầu in FDM: thông qua motor đầu in di chuyển theo phương X và Y. Cảm biến điều khiển của bàn in sẽ quyết định về độ chính xác của một chi tiết in 3D do chất lượng và độ chắc chắn của động cơ.

Đầu in và hệ thống ép đùn: Để tạo ra sản phẩm, hệ thống ép đùn chịu trách nhiệm gia nhiệt và đùn vật liệu in 3D bằng nhựa dẻo thông qua vòi phun. Các yếu tố quan trọng tác động đến độ chính xác và tốc độ in là kích thước vòi phun và tốc độ đùn nhựa.

Bàn in và hệ thống chuyển động trục Z: Đầu in sẽ ép đùn vật liệu lên bàn in là nơi chứa sản phẩm in. Trong khi quá trình in diễn ra, hệ thống trực Z di chuyển theo các hướng nhất định, bằng nhau để có thể tạo ra các lớp cấu thành chi tiết in. Động cơ điều khiển hệ thống chuyển động Z kiểm soát độ phân giải và chất lượng của chi tiết theo trục Z là nhờ độ chính xác của các động cơ.

Sợi nhựa nhiệt dẻo hay sáp ( nhưa PLA ): Các sợi (nguyên vật li) này sẽ được đùn qua đầu phun nhỏ của khuôn được gia nhiệt.

Hệ thống phần mềm và máy tính: Với file 3D dưới dạng đuôi STL máy tính có thể đọc và nhận diện. Đó cũng là tiêu chuẩn để thể hiện các vật thể rắn của ngành công nghiệp tạo mẫu. Cách để điều chỉnh kích thước, vị trí hướng đặt của mô hình là sử dụng phần mềm “Cắt – tách”. Sau khi đã nhận diện, phần mềm tiếp tục tiến hành “Cắt – tách”, cài đặt thông số, chỉnh sửa các số liệu để phần mềm xuất ra file GCODE để máy in có thể đọc được.

Cơ cấu điều khiển đầu đùn máy: Được thực hiện di chuyển theo 2 hướng là X và Y

Đầu đùn: Dựa trên các file đã được định trước, đầu đùn được điều khiển để đùn ra sợi nhựa.

Sáp hoặc sợi nhựa nhiệt dẻo: Đùn qua đầu phun nhỏ của khuôn gia nhiệt

Bàn in: Di chuyển theo trục Z, có thể nâng lên hoặc hạ xuống.

Máy in 3d FDM hoạt động như thế nào ?

Khi bạn gửi một file in 3d đến máy in. Trong file sẽ có đầy đủ các thông tin về nhiệt độ đầu phun, nhiệt độ bàn in, vận tốc gia tốc, lượng nhựa và cách để đầu phun di chuyển.

Nguyên lý hoạt động máy in 3d fdm

Khi bắt đầu in, đầu phun sẽ được làm nóng đến nhiệt độ đã cài đặt từ trước. Ở nhiệt độ thường tầm khoảng 180-270 độ C, lúc này nhựa sẽ trở sang trạng thái nóng chảy và độ đùn sẽ đẩy sợi nhựa ra khỏi đầu in, máy in sẵn sàng hoạt động. Đồng thời bàn in cũng sẽ được gia nhiệt giúp tăng khả năng bám bàn in.

Sau đó đầu phun sẽ hạ xuống và bắt đầu di chuyển trên bề mặt bàn in, bộ đùn sẽ có nhiệm vụ đẩy nhựa ra khỏi vòi phun và hệ thống tản nhiệt lớp in sẽ khiến cho nhựa hóa rắn lại. Sau khi một lớp hoàn thành. Đầu phun sẽ di chuyển theo hướng trục Z một khoảng rất nhỏ thường 0.1-0.3mm để bắt đầu lớp in kế tiếp. Quy trình trên sẽ lặp lại đến khi mẫu in được hoàn thành.

Thiết kế và mua mẫu in 3d fdm

Bình thường, nếu bạn muốn in 3d một chi tiết nào đó, bạn có thể đã có sẵn file thiết kế của nó. Mẫu in 3d thường được tạo ra bởi các phần mềm thiết kế, còn được gọi là CAD (computer-aided design), đây là các phần mềm thiết kế 3d phổ biến:

Ngành cơ khí, kiến trúc:

. Solidworks (có phí)

. Fusion 360 (miễn phí cho mục đích cá nhân)

. Sketchup (miễn phí cho giáo dục)

Ngành điêu khắc, tượng:

. Zbrush (có phí)

. Blender (miễn phí)

. 3Ds max (miễn phí cho giáo dục)

Ngành trang sức:

. Matrix (có phí)

. Rhino (có phí)

Đối với những người mới bắt đầu in 3d thường không có kĩ năng thiết kế, sử dụng phần các phần mềm trên. Dù có như vậy, vẫn còn cách khác.

Để bắt đầu, có 1 phần mềm CAD cơ bản và đơn giản cho người mới đó là TinkerCAD, một phần mềm online mà không cần quá nhiều kĩ năng, được thiết kế bởi Autodesk – một công ty chuyên về các phần mềm CAD.

Tải File in 3d

Với việc bùng nổ về công nghệ in 3d hằng năm, có hơn hàng ngàn người mới tiếp cận được với công nghệ in 3d cá nhân, các trang web bắt đầu được xây dựng như một kho lưu trữ file 3d, sau đây là các trang nổi tiếng và phổ biến:

Thingiverse (tất cả đều miễn phí)

MyMiniFactory (nhiều miễn phí, một số ít trả phí)

Cults3D (miễn phí và trả phí)

CGTrader (ít miễn phí, hầu hết là trả phí)

Printables (tất cả đều miễn phí)

Bằng cách này, tất cả mọi người đều có thể tự có cho mình các mẫu in mà không cần kĩ năng thiết kế.

Các loại vật liệu sử dụng in 3D FDM

Hiện nay, công nghệ FDM gồm các vật liệu dùng trong in 3D gồm:

• Nhựa PLA: Đây là loại nhựa có giá cả rẻ, phân hủy sinh học
• Nhựa TPU/TPE: nhựa dẻo,có tính đàn hồi nhẹ và chịu sức nén tốt
• Nhựa PETG: nhựa cứng, dẻo dai, chịu nhiệt tốt và khó vỡ hơn nhựa PLA. Do đó, thích hợp để in đồ gá, vỏ thiết bị.
• Nhựa ABS: Một loại vật liệu mới trong ngành công nghiệp nhựa kỹ thuật, là một polymer được sử dụng rộng rãi và là sự kết hợp các tính chất cơ học tuyệt vời của độ bền, độ cứng. Nó sở hữu những đặc tính khác nhau của các loại nhựa PS, SAN và BS.

Ưu điểm của các loại nhựa này là có nhiều màu sắc để bạn có thể lựa chọn. Ngoài những vật liệu chính kể trên, còn có những vật liệu đặc biệt như: Nhựa giả đồng, nhựa giả vàng, nhựa giả gỗ, nhựa trong,…Với ưu điểm này thì nó ứng dụng như thế nào trong thực tế?

Ứng dụng công nghệ in 3D FDM vào thực tế

  Một công nghệ hiện đại, công nghệ in FDM hầu như có ứng dụng cho tất cả các lĩnh vực đời sống như là:

• Kiến trúc: in 3D làm cho công việc của các kiến trúc sư dễ dàng thể hiện ý tưởng của mình một cách dễ dàng
• Ngành đúc: Tạo mẫu cho các xưởng đúc công nghiệp, đúc đồng, đúc composite, đúc thạch cao,…
• R&D: tạo mẫu nhanh (prototype, mock-up sản phẩm)
• Công nghiệp: Làm jigs, đồ gá, làm các thiết bị máy móc thay thế
• Điện tử: in linh kiện nhựa, làm vỏ thiết bị
• Mô hình Làm mô hình décor, mascote, figure
• Y tế: in các mô hình giải phẫu từ file chụp CT, MRI.
• Giáo dục: Mô hình giáo dục trực quan 3 chiều, giáo dục STEM.
• Làm đồ decor, trang trí nội thất
• Sản xuất chi tiết, linh kiện thay thế
• Sản xuất các đơn hàng đồ nhựa với số lượng nhỏ.

Thuận lợi và hạn chế của công nghệ in 3D FDM

Chắc hẳn chiếc máy nào cũng sẽ có những ưu điểm mà ở các máy khác chưa đáp ứng được

Thuận lợi:

• Giá rẻ: giá thành của công nghệ FDM rẻ nhờ chi phí sản xuất rẻ, chi phí nguyên vật liệu rẻ.
• Tối ưu về diện tích sử dụng: so với các công nghệ in khác thì khi ở cùng một khổ in thì máy in FDM bao giờ cũng chiếm diễn tích thấp nhất
• Dễ vận hành: đối với một người mới có thể dễ dàng học và biết cách vẫn hành máy in 3D công nghệ FDM chỉ mất 1-3 ngày.

 Bên cạnh những thuận lợi, không thể thiếu những mặt hạn chế nhất định của công nghệ in này:

Hạn chế:

Khi có thuận lợi chắc hẳn không thể thiếu những hạn chế của công nghệ 3D FDM, một vài hạn chế mà khi sử dụng máy in có thể bạn sẽ gặp phải:

• Không ổn định: Trong quá trình hoạt động, máy dễ gặp trục trặc ( hỏng vặt ). Rất nhiều người mua máy về nhưng không dùng được do không khắc phục được các lỗi vặt xảy ra liên tục trong quá trình vận hành.
• Bề mặt không đẹp: Các mẫu in 3D FDM thường sẽ lộ các vân nhựa lớn và rõ ràng hơn các công nghệ in khác, làm cho bề mặt vật mẫu không được mịn đẹp.
• Độ chính xác không cao: Thông thường, các máy in 3D FDM chỉ đạt mức độ chính xác tối đa 0.2mm, không khi với các công nghệ khác lại có độ chính xác cao hơn, có thể lên tới 0.05mm.
• Chất lượng mẫu in 3D từ máy in FDM không tốt bằng SLA hoặc SLS

 Một số lưu ý khi cần tránh khi cài đặt máy in 3D FDM

• Chiều cao lớp:
  Nguyên tắc chung là nếu bạn đang in một thứ gì đó rất phức tạp, ví dụ như trang sức 3D, hãy sử dụng chiều cao thấp nhất có thể vì chiều cao lớp thấp có độ hoàn thiện mịn hơn, mặc dù bản in chậm hơn.
  Tuy nhiên, nếu bạn đang in thứ gì đó lớn như các khối lập phương, bạn có thể sử dụng chiều cao lớn, in nhanh và kết quả cuối cùng sẽ trông gần giống nhau, vì bạn có thể sử dụng chiều cao lớp khổng lồ, tăng tốc độ in và không chịu bất kỳ tác động bất lợi nào.

 

• Đường kính đầu đùn:
  Đây không phải là thông số kỹ thuật mà là một bộ kit, nhưng nó quan trọng đối với cách bạn in. Thông thường, máy in 3D sử dụng đầu phun có đường kính 0,4mm. Đường kính vòi phun nhỏ hơn tạo ra diện tích bề mặt mịn hơn và chi tiết hơn, nhưng với chiều cao lớp thấp hơn, mất nhiều thời gian hơn để in. Chẳng hạn như bạn in văn bản cực kỳ chi tiết- bạn có thể in được nếu như bạn mua vòi phun với kích thước 0.2mm, kiểm tra vòi phun bạn có trên máy in của bạn và tối ưu hóa dựa trên điều này.

 

• Infill: Các bộ phận FDM không in đặc, thông dụng là 20%, vẫn tạo các bộ phận mạnh hơn các bộ phận được tạo bằng SLA trong khi tiết kiệm tiền và thời gian. Nếu chỉ cần một nguyên mẫu rất thô, đôi khi 10% sẽ làm, mặc dù trong các tình huống khác khi cần một mô hình chịu lực cao, đôi khi 80% được sử dụng.

 

• Phần in support: Nếu bạn có một phần có phần nhô ra, bạn sẽ cần hỗ trợ hoặc phần của bạn sẽ sụp đổ và biến dạng. Máy in máy đùn kép thực hiện việc này một cách dễ dàng và có thể in các hỗ trợ trong sợi nhựa có thể hòa tan như HIPS hoặc PVA.

So sánh một số công nghệ in 3D khác khá phổ biến hiện nay với công nghệ in FDM

• In chất lỏng DLP
• In chất lỏng thiếu công nghệ LCD
• In chất lỏng (Công nghệ SLA)
• In bột (công nghệ SLS)
• In kim loại (công nghệ SLM)

Công nghệ	FDM	SLA	SLS	DLP	LCD
Nguyên lý	Nung chảy và đùn sợi nhựa nhiệt dẻo theo nguyên tắc bồi đắp lớp chồng lớp.	Dùng tia laser để xử lý những vật liệu nhựa lỏng thành vật liệu nhựa cứng.	Dùng tia laser công suất cao hợp nhất các hạt bột polymer nhỏ.	·         Bồn nguyên liệu Photopolymer được tiếp xúc với ánh sáng từ máy chiếu	Tiếp xúc với nguồn sáng tia cực tím (Ultraviolet – UV), các chuỗi Carbon liên kết với nhau
Vật liệu in	ABS, PLA, TPU và các loại sợi nhựa khác	Nhựa in 3D Resin	Nylon – loại nhựa nhiệt kỹ thuật có tính cơ nước và bụi bẩn	Nguyên liệu polymer	Nhựa Resin
Bề mặt	Các đường lớp như “ruộng bậc thang”, dễ nhìn thấy bằng mắt thường	Bề mặt mịn, cạnh sắc nét, các đường lớp chỉ thấy tối thiểu	Bề mặt sản phẩm sần sùi	Bề mặt in sử dụng các pixel hình vuông xây dựng các lớp in gây ra hiệu ứng voxel dọc	Bề mặt sản phẩm mịn
Ứng dụng	Phục vụ việc kiểm tra ngoại quan, tạo tạo mẫu nhanh	Ứng dụng trong việc tạo ra nguyên mẫu có độ chi tiết cao	In 3d hình học phức tạp, sử dụng để tạo mẫu chức năng	Tạo mẫu sản phẩm cho đúc chân không	Tạo ra các mẫu in 3D có độ chi tiết cao
Ưu điểm	Chi phí thấp cho các sản phẩm đơn giản	Sản phẩm in có độ chính xác rất cao	Chi phí thấp, năng suất cao	·         Sản xuất những chi tiết chính xác với độ phân giải chất lượng cao	Chi phí thấp, năng suất cao

 

Giới thiệu các dòng máy in 3D FDM

Với những kiến thức về cấu tạo nguyên lý, sau đây sẽ là các dòng máy có thể đáp ứng được những tiêu chuẩn giúp cho bạn dễ dàng lựa chọn được dòng máy phù hợp

 

Máy in 3D FDM NEPTUNE 3

Chi tiết trên vật khi được in ra rất chân thực, máy dễ dàng lắp ghép lại với nhau trong thời gian ngắn, bộ điều khiển và tấm xây dựng có thể tháo rời. Máy in 3D FDM Neptune 3 nhẹ và có thể chuyển rời dễ dàng.

Công nghệ in: FFF – FDM – LPD
Màn hình máy in: Màn hình cảm ứng
Hệ điều hành được hỗ trợ: Windows (7+), Mac OS X (10.7+)
Loại máy đùn: Máy đùn gián tiếp Bowden
Số lượng máy đùn: Đơn
Giao diện: USB – Kết nối, thẻ SD
Các định dạng được hỗ trợ (Slicer): STL, OBJ
Đường kính sợi: 1,75 mm
Nền tảng xây dựng: 220 x 220 x 280 mm

MÁY IN 3D CREALITY CR-10 SMART PRO

Máy có thể in qua wifi hoặc thậm chí từ ứng dụng trong điện thoại, nó cũng đi kèm với một webcam để bạn có thể xem bản in của mình

Máy in khi in sẽ không phát ra nhiều tiếng động, các sản phẩm in đẹp mắt, chính xác, tùy vào vật bạn muốn sẽ tốn các thời gian khác nhau để thành phẩm.

Camera HD đèn LED và Cloud thuận tiện cho giám sát mẫu in

Thiết kế mô-đun: 6 bước để lắp ráp trong 8 phút

WIFI tích hợp: In từ xa mọi lúc, mọi nơi

Auto Leveling thông minh 25 điểm: in ngay sau khi tự động cân bằng lần đầu

Màn hình cảm ứng 4,3 inch full-view.

Trực quan và dễ vận hành

Thiết kế supercar: Thiết kế kết hợp giữa thẩm mỹ và công nghệ

Đùn trực tiếp Sprite Tiêu thụ điện năng thấp: tiết kiệm năng lượng và điện năng một cách an toàn và không lo lắng

Dual Z + thanh kéo chéo kép. Đảm bảo in ổn định và chính xác

Thiết kế siêu yên tĩnh: bo mạch chủ / quạt im lặng, bộ cấp nguồn có độ ồn thấp

MÁY IB 3D Flashforge Creator 3

• Kích thước nhỏ gọn và vận hành ổn định

• Có thể chạy đồng thời 2 đầu phun vật liệu (dual extruder). Và cho phép in cùng lúc 2 vật liệu (màu sắc) khác nhau lên cùng một sản phẩm in 3D
• Cho phép người dùng in 3D mô hình trong phạm vi 22.5 x 14.5 x 14.5 cm
• Sử dụng các loại vật liệu in phổ biến như: ni-lon pha màu, sợi nhựa in ABS-PLA 1.75mm,

Địa chỉ đáng tin cậy để mua máy công nghệ in 3D FDM ở Tp. HCM

Các dòng máy trên đây đều có tại MEME3D với dòng sản phẩm uy tín và chất lượng hàng đầu.

Các sản phẩm MEME3D bán ra được kiểm tra bảo hành tại địa chỉ:

Số 28 đường số 57-TML, phường Thạnh Mỹ Lợi, TP. Thủ Đức, TP.HCM  – Điện thoại liên hệ: 0963033309 hoặc 0936879867

Qui trình tiếp nhận kiểm tra sản phẩm tại chỗ, có sự giám sát của khách hàng thỏa các điều kiện sau

Nếu phát hiện lỗi: xử lý bảo hành

Nếu không phát hiện lỗi ngay: MEME3D sẽ giữ lại sản phẩm để gửi về hãng tiếp tục kiểm tra, thời gian kiểm tra tối đa 15 – 30 ngày làm việc.

Khách hàng khi mua hàng kiểm tra thật kỹ để được nhanh chóng khắc phục

Thời gian bảo hành
  Thời gian tiếp nhận: 8h30 – 17h từ thứ 2 đến thứ 6, 8h30-12h thứ 7 ( trừ lễ tết ), quý khách vui lòng mang sản phẩm đến MEME3D để được bảo hành nhanh nhất, sau đó quý khách vui lòng xuất trình phiếu tiếp nhận lúc nhận sản phẩm trả bảo hành.
Lệ phí hoàn trả: phí hoàn trả sẽ hoàn toàn do MEME3D chi trả hoàn toàn nếu lỗi đó thuộc về công ty.

Thông Tin Liên Hệ:

0963033309 – 0936879867

nguyenvinh@meme3d.com

28 Đườn số 57-TML, Phường Thạnh Mỹ Lợi, Tp. Thủ Đức, Hồ Chí Minh city.