Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh vào cuộc sống

Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh vào cuộc sống

Dù mới chỉ xuất hiện trên thị trường trong thời gian ngắn nhưng công nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid prototyping) đang trở thành một trong những xu hướng công nghệ của tương lai. Sự bùng nổ in 3D giúp cho công nghiệp tạo mẫu nhanh trở nên tối ưu hơn bao giờ hết. Nhờ vậy nó giúp người dùng tiết kiệm thời gian, chi phí và công sức so với trước đây.

Bài viết dưới đây sẽ cung cấp khái niệm và quá trình của tạo mẫu nhanh tới những quý khách hàng lần đầu tiếp cận công nghệ này.

Công nghệ tạo mẫu nhanh là gì?

Công nghệ tạo mẫu nhanh là gì

Để tiết kiệm chi phí cũng như thời gian chuẩn bị công cụ sản xuất, nhà sản xuất bắt buộc phải chế tạo một mẫu đầu tiên (prototype) của bộ phận hay hệ thống trước khi cấp một lượng lớn vốn cho các phương tiện sản xuất hoặc dây chuyền lắp ráp. Việc này giúp nhà sản xuất có thể xử lý sự cố và đánh giá thiết kế trước khi đưa vào sản xuất và tung ra thị trường.

Tạo mẫu nhanh – Rapid Prototyping (RP) là một quá trình giúp cho nhà sản xuất đẩy mạnh việc phát triển sản phẩm. Quá trình này giúp cho nhà sản xuất tạo mẫu sản phẩm và quan sát nhanh chóng sản phẩm cuối cùng. Nhờ quá trình CAD (Computer Aided Design) với những “máy in ba chiều”, công nghệ tạo mẫu nhanh cho phép người thiết kế nhanh chóng tạo ra những mẫu hữu hình, truyền ý tưởng thiết kế, sản phẩm của họ đến công nhân hoặc khách hàng.

Kỹ thuật tạo mẫu nhanh mang lại nhiều ưu điểm vượt trội cho người sử dụng như:

• Thực hiện việc tạo mẫu sản phẩm trong thời gian rất ngắn
• Có thể dùng sản phẩm của phương pháp tạo mẫu nhanh để kiểm tra các mẫu được sản xuất bằng các phương pháp khác.
• Mẫu tạo ra có thể hỗ trợ cho quá trình sản xuất

Nền tảng của quá trình tạo mẫu nhanh

Mẫu hay một bộ phận chi tiết được thiết kế trên hệ thống CAD/CAM

Mẫu phải đáp ứng đầy đủ tính chất vật lý của sản phẩm thật bao gồm: các dữ liệu bên trong, bên ngoài và cả phạm vi giới hạn của mẫu thông qua những mặt cong khép kín với kích thước giới hạn rõ ràng. Mô hình dạng khối sẽ tự động giới hạn thể tích và đảm bảo rằng tất cả các mặt cắt ngang đều là các đường cong kín để tạo ra khối vật thể.

Mô hình dạng khối hay mô hình bề mặt được chuyển sang định dạng “.STL”

“STL” (Stereolithography) là các file định dạng dữ liệu khởi đầu các hệ thống 3D xấp xỉ các bề mặt dưới dạng các đa giác. Các mặt cong bậc cao phải dùng rất nhiều đa giác dẫn đến các file .STL dùng cho các chi tiết mặt cong có dung lượng rất lớn. Tuy nhiên, có một vài hệ thống tạo mẫu nhanh chỉ chấp nhận các file định dạng dữ liệu .IGES (Initial Graphics Exchange Specification) để đáp ứng chính xác các đặc tính.

Máy tính phân tích file .STL

Việc phân tích này để xác định rõ ràng các lớp mỏng trên mặt cắt ngang và mô hình cho sản xuất. Bề mặt cắt ngang được tạo bằng phương pháp hạ dần xuống trong suốt quá trình hóa cứng của chất lỏng. Bên cạnh đó, bề mặt cắt ngang có thể là những lớp mỏng hoặc ở dạng khối có khả năng liên kết với nhau để hình thành nên một mẫu 3D. Như vậy, quá trình tạo mẫu nhanh được phát triển qua bốn mặt cơ bản: dữ liệu vào, phương pháp tạo mẫu nhanh, vật liệu và các ứng dụng.

Nền tảng quá trình tạo mẫu nhanh

Dữ liệu vào

Thông qua các tín hiệu điện tử theo yêu cầu, dữ liệu 3D cung cấp được chuyển đến để mô tả các vấn đề có liên quan đến vật thể. Có thể bắt đầu từ hai dạng mô hình sau: mô hình trên máy tính hoặc một mô hình từ vật thể.

Tuy nhiên, không phải tất cả các mô hình từ vật thể đều rõ ràng. Dữ liệu của nó thu được bằng một phương pháp gọi là kỹ thuật ngược – sử dụng máy đo tọa độ và bút vẽ bằng laser khi thực hiện.

Phương pháp tạo mẫu nhanh

Phương pháp này gồm một số dạng như: xử lý quang hóa (Photo-curing), nóng chảy và đông đặc (Melting and Solidifying/Fusing), cắt và dán liên kết (Cutting and Gluing/Joining), … Trong đó, việc xử lý quang hóa có thể phân tích thành từng nhóm nhỏ bao gồm: chùm laser đơn , chùm laser đôi và đèn mạ.

Vật liệu

Tùy thuộc vào những nét đặc trưng của vật liệu ta có thể lựa chọn vật liệu: dạng khối, dạng bột bụi hay dạng lỏng. Đối với dạng khối, ta có thể có các hình thức khác nhau như là: viên, dây hay phiến mỏng. Một số vật liệu hiện đang được sử dụng phổ biến hiện nay như là: nilon, nhựa, giấy, sáp, kim loại và gốm…

Các ứng dụng

Phần lớn các sản phẩm được tạo ra bằng phương pháp tạo mẫu nhanh cần phải được chỉnh sửa hoặc gia công tinh trước khi đưa vào sử dụng. Các ứng dụng được phân thành từng nhóm: Thiết kế, phân tích kỹ thuật và lập kế hoạch, tạo công cụ và sản xuất.

Công nghệ tạo mẫu nhanh SLA mang lại chi phí gia công và đầu tư thấp nhất. Chính vì vậy, nó mang lại lợi nhuận khổng lồ trong các lĩnh vực: cơ khí, vũ trụ không gian, ôtô, y tế-sinh học, điện-điện tử, công nghiệp da giày, thời trang, kim hoàn, sản phẩm tiêu dùng,…

Công nghệ SLA là gì

Công nghệ in 3D SLA còn được gọi bằng các tên khác như: SL (Stereolithography), Optical fabrication, Photo-solidification. Bằng cách chiếu chùm tia laser vào vật liệu là nhựa lỏng, phương pháp này làm đông cứng vật liệu thành hình dạng theo thiết kế ban đầu.

Công nghệ in 3D SLA

Công nghệ này mang tới nhiều ưu điểm cho người sử dụng

• Độ chính xác cao: lớp in đạt tới 0.05mm và độ chính xác sản phẩm có thể đạt +-0.08mm sau quá trình in.
• Tốc độ in nhanh: Nhờ thời gian phóng tia laser và đông cứng vật liệu có thể đạt tối đa 15m/s, công nghệ SLA nên có thể in một lúc nhiều sản phẩm lồng vào nhau cùng tốc độ in càng nhanh hơn so với công nghệ khác như 3D hay FDM.
• Tiết kiệm nguyên liệu in 3D: Vì ít tiêu tốn hay thậm chí là không cần nguyên liệu, do đó chúng không tiêu hao nhựa nhiều. Sau khi in xong, ta có thể tái sử dụng nhựa thừa cho các lần in tiếp theo.
• Nhờ tính đa dạng, các vật liệu dùng để in 3D SLA có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
• Tiết kiệm chi phí và thời gian khi gia công các bản mẫu (prototyping) trước khi đưa vào sản xuất.
• Bề mặt mẫu in 3d SLA láng mịn và không xuất hiện các đường vân lớp in.
• Các mẫu in SLA có khả năng chịu lực và va đập cao.

Công nghệ in 3D SLA tại Hà Nội

3D Thinking cung cấp công nghệ in 3D SLA hàng đầu

Công Nghệ Tạo Mẫu Nhanh (Rapid Prototyping – RP) là giải pháp đáp ứng đầy đủ hai yếu tố cốt lõi trong cạnh tranh trên thị trường hàng hóa: mẫu mã đa dạng và giá thành hợp lý. Giải pháp này giúp người dùng rút ngắn quá trình thiết kế, chế tạo sản phẩm, hạn chế rủi ro trong quá trình sản xuất, đẩy nhanh tiến độ dự án để chiếm lĩnh thị trường. Vì vậy 3D Thinking chuyên nhận scan 3D, xử lý & gia công sản phẩm đồ gỗ, đồ đồng với độ chính xác và độ phân giải cao nhất.

Trong suốt 8 năm hoạt động, 3D Thinking đã và đang không ngừng phát triển mang đến công nghệ tạo mẫu nhanh tối ưu và hiệu quả nhất tới tay quý khách hàng. Mọi thắc mắc quý khách vui lòng liên hệ số điện thoại 098.508.9955 để nhận tư vấn và bào giá các mẫu máy tạo mẫu nhanh.