Vật liệu nào có thể được in 3D?

Trong những năm qua, in 3D ngày càng trở nên phổ biến. Công nghệ này (còn được gọi là sản xuất phụ gia) hiện đã có sẵn – nhiều thư viện công cộng và trường học cung cấp dịch vụ in 3D miễn phí và bạn có thể dễ dàng tìm thấy các tài liệu in 3D. Từ các ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ đến y học và an toàn thực phẩm, vật liệu hỗ trợ có thể hòa tan và không hòa tan, và quy trình in 3D có ở khắp mọi nơi. Nhưng những vật liệu nào có thể được in 3D? Chúng ta hãy xem xét các tùy chọn khác nhau có sẵn.

Nhiều máy in 3D dựa vào Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM), giúp tạo mẫu sản phẩm bằng cách xếp lớp từ dưới lên với nhiệt và các sợi nhựa nhiệt dẻo. Những chiếc máy này sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau, cả đắt tiền và giá cả phải chăng.

In nổi (SLA) là một phương pháp in 3D khác, dựa trên tia laser UV đóng rắn các lớp trong nhựa epoxy phản ứng quang học. Nó chính xác hơn FDM và là một lựa chọn tuyệt vời cho các kỹ sư có thể cần các tính năng nhỏ hoặc công việc chi tiết khác.

Trong in 3D Chọn lọc Laser Sintering (SLS), một tia laser công suất cao sẽ nung chảy các hạt bột polymer cực nhỏ. Mặc dù phương pháp in 3D này sẽ không được thảo luận trong bài viết này, nhưng điều quan trọng cần nhấn mạnh là các vật liệu khác nhau tồn tại cho tất cả các loại sản xuất phụ gia.

Quay lại Khái niệm cơ bản với Nhựa nhiệt dẻo

Xem thêm: Làm thế nào để sử dụng thiết kế tạo ra để sản xuất phụ gia và trừ

Có nhiều tùy chọn để lựa chọn khi muốn in 3D thứ gì đó bằng nhựa, đây có thể là vật liệu phổ biến nhất được sử dụng. Nhựa được sử dụng vì tính linh hoạt của nó và có thể được áp dụng cho các dự án khác nhau, cung cấp bất kỳ thứ gì từ kết cấu sáng bóng và mờ đến các dự án có màu sắc độc đáo. Bước xử lý sau đối với nhựa in 3D có thể mạnh mẽ hơn. Tuy nhiên, khả năng chi trả và sức mạnh tiềm năng thường vượt trội so với những thất bại nhỏ. Các mặt hàng in 3D bằng nhựa được tạo ra từng lớp bằng các sợi nhựa nhiệt dẻo, bao gồm nhựa được làm từ:

• Axit polylactic, hoặc PLA: PLA phân hủy sinh học, được sản xuất từ ​​tinh bột ngô và mía, là vật liệu in 3D được ưa chuộng vì nó bền vững hơn hầu hết các vật liệu khác. Nó cũng dẫn đến các sản phẩm mạnh mẽ hơn về tổng thể. PLA là vật liệu rẻ nhất để in 3D và được sử dụng ở cả gia đình và các dự án công nghiệp lớn hơn.
• Polyamide. Polyamide là một lựa chọn rộng rãi cho in 3D, cả ở nhà và công nghiệp, vì nó rất đa dạng. Nó rẻ, bao gồm các bộ phận liên kết và lồng vào nhau, đồng thời có thể được sơn và nhuộm.
• Nhựa Polyvinyl Alcohol hoặc PVA: PVA được sử dụng với tần suất nhất định vì nó có chi phí thấp và là vật liệu được nhiều máy in gia đình lựa chọn sử dụng nhiều hơn để chơi. Nhìn chung, nó thiếu sức mạnh nhưng là một lựa chọn phù hợp cho các mặt hàng không được sử dụng thường xuyên và cho những người mới làm quen với in 3D.
• Acrylonitrile Butadiene Styrene hoặc ABS: Các nhà sản xuất nghiêng về ABS vì nó cung cấp sức mạnh thông qua các sợi có hình dạng giống như mì ống. Nó đôi khi được gọi là nhựa Lego, có nhiều màu sắc và lý tưởng để in 3D tại nhà.

In 3D với kim loại

Xem thêm: Gặp Gwynne Shotwell: Chủ tịch SpaceX & COO

Kim loại là vật liệu in 3D phổ biến thứ hai. Thường được sử dụng trong sản xuất phụ gia, kim loại tăng thêm tốc độ cho quá trình in 3D trong khi vẫn duy trì vẻ thẩm mỹ đủ đẹp cho đồ trang sức chất lượng cao và có nền tảng đủ mạnh cho các ứng dụng công nghiệp. Khi được sử dụng làm vật liệu in 3D, kim loại ở dạng bụi. Nhiều loại kim loại có thể được sử dụng trong in 3D (ngoài những loại được liệt kê ở đây), bao gồm:

• Vàng: Vàng, chủ yếu được sử dụng làm đồ trang sức, là một lựa chọn thú vị (nhưng đắt tiền) để in 3D.
• Titan: Titan là một kim loại lý tưởng cho các thiết bị cố định phải bền và đáng tin cậy trong khi vẫn duy trì khả năng chịu nhiệt cực cao.
• Thép không gỉ: Thép không gỉ là một lựa chọn kim loại hợp lý hơn thường được sử dụng để làm đồ nấu nướng, đồ dùng và các vật dụng có khả năng chống thấm nước.

Nhiều loại vật liệu

Nhiều vật liệu có thể được sử dụng để sản xuất phụ gia. Mặc dù một số có thể phổ biến hơn những người khác, nhưng chúng đều đáng được nhắc đến. Chất liệu phù hợp có thể tạo ra hoặc phá vỡ sản phẩm của bạn, điều đó có nghĩa là bạn phải tự mình khám phá nhiều sản phẩm trong số đó. Dưới đây là một số bạn có thể không quen thuộc:

• Graphite hoặc Graphene: Vì chúng bền và dẫn nhiệt tốt, nên graphite và graphene là vật liệu tuyệt vời để in 3D, đặc biệt là đối với các thiết bị đòi hỏi tính linh hoạt, vì nó được cho là một trong những vật liệu máy in 3D linh hoạt nhất. Vật liệu máy in 3D này cũng rất nhẹ.
• Sợi carbon: Sợi carbon là một vật liệu tổng hợp, có tác dụng như một lớp sơn phủ trên vật liệu nhựa giúp chúng chắc chắn hơn. Việc phủ sợi carbon lên trên nhựa tạo ra một vật liệu nhanh hơn và rẻ hơn kim loại nhưng cũng bền không kém.
• Nitinol: Vật liệu in 3D này thường được tìm thấy trong công nghệ y tế vì nó có tính đàn hồi cao. Như tên cho thấy, nó là hỗn hợp của titan và niken và có thể được gấp lại một nửa mà vẫn giữ nguyên hình dạng.
• Giấy: Mặc dù nó không hữu ích trong các ứng dụng đòi hỏi sức bền, nhưng giấy là vật liệu lý tưởng để in 3D, vì nó mang lại tuổi thọ cao hơn cho các nguyên mẫu chất lượng cao hơn so với các hình minh họa phẳng. Giấy có thể được sử dụng để in 3D rất chi tiết, rẻ và dễ dàng tiếp cận cho mọi loại dự án.

Polyme cho các ứng dụng nhiệt cao

Đối với các ứng dụng nhiệt cao, có một số polyme có thể được sử dụng. Các polyme sau được biết đến với độ bền và dễ in 3D với:

• PEEK, hoặc Polyether ete xeton. Là một phần của gia đình PAEK, PEEK được sử dụng trong các tình huống đòi hỏi một vật liệu cực kỳ bền có thể chịu được nhiệt độ cao.
• PEI, hoặc Polyetherimide. PEI là một trong những vật liệu máy in 3D nhiệt độ cao đầu tiên. Nó là một lựa chọn hợp lý hơn và thường được sử dụng cho các ứng dụng hàng không vũ trụ, mặc dù nó không mạnh bằng và có khả năng chịu nhiệt kém hơn.
• PPSU / PPSF hoặc Polyphenylsulfone. Vật liệu có độ bền cao, nhiệt độ cao này không có điểm nóng chảy, nhờ cấu trúc bên trong vô định hình. Nó cũng kháng hóa chất.

Quá trình in 3D có thể thay đổi đáng kể dựa trên kết quả mong muốn của bạn, nhưng có một tài liệu hỗ trợ cho bất kỳ dự án nào có thể tưởng tượng được. Mặc dù tất cả đều yêu cầu một số mức độ xử lý sau, điều này có thể khác nhau tùy theo chất liệu và có thể là một cân nhắc cần thiết. Mặc dù danh sách này đề cập đến nhiều thứ, nhưng có vô số khả năng sẽ làm cho một sản phẩm tăng cao. Chúng tôi hy vọng bài đăng trên blog này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về những vật liệu nào có thể được in 3D.

Với các công cụ thiết kế và mô hình 3D kỹ thuật số, các dự án in 3D trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Fusion 360 của Autodesk cung cấp phần mềm CAD 3D linh hoạt, khuyến khích sự sáng tạo và cho phép lặp lại nhiều thiết kế.