Công nghệ in 3D trong Inventor

  • Thread starter Inventor 8
  • Ngày mở chủ đề
I

Inventor 8

Author
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH

1. Giới thiệu kỹ thuật tạo mẫu nhanh

Kỹ thuật tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping - RP) là kỹ thuật in hình ảnh nổi chi tiết mẫu. Là khái niệm mới mẻ trong lĩnh vực chế tạo máy hiện nay. Phương pháp này có thể tạo ra vật thể không gian 3 chiều trực tiếp từ dữ liệu mô hình CAD 3D với thời gian rất ngắn. Kỹ thuật này góp phần giảm đáng kể thời gian, chi phí trong quá trình thiết kế cơ khí. So với phương pháp gia công truyền thống kỹ thuật này có ưu điểm như sau: Không cần chuẩn bị dụng cụ cắt gọt. Không tốn đồ gá, sửa đổi nhanh, thiết kế lại chi tiết thuận lợi, có thể thiết kế những chi tiết phức tạp mà khi gia công trên những máy công cụ số khó khan hoặc không gia công được.
Ra đời vào năm 1998, kỹ thuật tạo mẫu nhanh đang tồn tại hơn 30 công nghệ khác nhau như : SLA, LOM, SLS, …. Với nguyên tắc chung là bồi đắp vật liệu hoặc tách vật liệu theo lớp. Với mỗi phương pháp, mỗi loại vật liệu khác nhau thì độ chính xác cũng khác nhau.
* Ưu điểm của công nghệ tạo mẫu nhanh.
+ Tăng khả năng quan sát trong quá trình thiết kế.
+ Tạo được mẫu có độ phức tạp cao.
+ Giảm chi phí, thời gian thiết kế và chế tạo.
+ Cho phép giảm chu kỳ thiết kế, chế tạo sản phẩm để mang sản phẩm ra thị
trường nhanh hơn.
* Nhược điểm của công nghệ tạo mẫu nhanh.
+ Độ bền của mẫu phụ thuộc vào vật liệu và công nghệ sử dụng.
+ Độ chính xác của sản phẩm không cao vì nguyên tắc gia công đắp vật liệu
theo từng lớp.
+ Giá thành của sản phẩm còn cao do chi phí đầu tư và bảo trì thiết bị lớn.

2. Các bước công nghệ trong tạo mẫu nhanh

Quá trình tạo mẫu nhanh của mỗi công nghệ có những điểm khác nhau,nhưng chúng đều có các bước sau.
a. Mô hình hoá CAD
Đây là bước đầu tiên trong quá trình tạo mẫu nhanh, áp dụng cho tất cả các hệ thống tạo mẫu nhanh khác nhau, nó gắn liền với việc tạo mô hình 3D của vật thể thiết kế bằng máy tính. Để tạo ra mô hình vật thể thiết kế, người thiết kế có thể xây dựng mô hình nhờ phần mềm CAD, Scaner hoặc tạo dựng vật thể theo toạ độ mà máy đo toạ độ cung cấp. Đây là bước quan trọng nhất và quyết định đến chất lượng và độ chính xác của sản phẩm.
b. Xuất sang dạng file.STL
Thông thường một file CAD cần chuyển đến bộ dịch của máy tạo mẫu nhanh. Bước này đảm bảo dữ liệu CAD đưa vào máy tạo mẫu nhanh được định dạng STL, dạng mô hình biểu diễn mặt biên gồm nhiều mảnh tam giác rất nhỏ. Đây là định dạng tiêu chuẩn của máy tạo mẫu nhanh.
b. Tạo các chân đỡ sản phẩm
Bước này nhằm tạo chân đỡ và được lưu trong 1 file CAD riêng. Các nhà thiết kế CAD có thể trực tiếp thực hiện nhiệm vụ này hoặc bằng các phần mềm chuyên dụng của tạo mẫu nhanh. Việc thiết kế chân đế nhằm:
+ Đảm bảo các lưỡi phủ không bị va vào bàn đặt chi tiết.
+ Đảm bảo bất cứ biên dạng nhỏ nào của bàn đặt chi tiết cũng không ảnh hưởng đến quá trình chế tạo chi tiết.
+ Cung cấp phương thức đơn giản nhất cho việc lấy sản phẩm ra khỏi tấm đế khi chế tạo xong
d. Cắt lát
Cả chi tiết và chân đỡ đều phải cắt lát. Chi tiết được cắt lát toán học bằng máy tính thành 1 chuỗi các mặt phẳng song song với nhau. Cũng trong bước này cần phải lựa chọn các thông số như chiều dày lớp cắt, kiểu chế tạo dự tính, chiều sâu lưu hoá, khoảng cách các bước quét cần thiết, … Để quá trình chế tạo được tốt thì phải định hướng chế tạo. Một quá trình định hướng chế tạo hợp lý có thể nâng cao được độ chính xác chi tiết và giảm thời gian chế tạo chi tiết do đó giảm được giá thành sản phẩm. Định hướng chế tạo phụ thuộc vào mục tiêu lựa chọn, có nhiều mục tiêu như: Chiều cao chế tạo, chất lượng bề mặt, việc chế tạo các phần nâng đỡ sản phẩm, …
e. Chế tạo
Đây là giai đoạn polyme hoá nhựa hay thiêu kết vật liệu và kết quả cuối cùng một vật thể 3D được tạo ra. Tuỳ theo phương pháp gia công việc chế tạo được thực hiện với phần cứng và phần mềm với vật liệu thích hợp. Nhưng quá trình chế tạo vẫn tuân theo nguyên tắc gia công vật liệu theo từng lớp, lớp này kế tiếp lớp kia. Vật thể được hình thành có thể theo cách bồi đắp vật hay tách bỏ vật liệu theo lớp. Kết cấu đỡ được chế tạo trước hoặc được chế tạo cùng với chi tiết. Tuỳ theo phương pháp, sau mỗi lớp bàn đỡ được hạ xuống hoặc nâng lên để gia công lớp tiếp theo. Các chuyển động của bàn đỡ và dụng cụ đều được lập trình và điều khiển bằng máy tính.
f. Loại bỏ vật liệu thừa, hoàn thiện và làm sạch vật thể chế tạo
Sau khi kết thúc quá trình chế tạo, vật liệu thừa (bột thừa trong phương pháp thiêu kết, nhựa lỏng thừa, các lớp vật liệu đã được cắt bỏ trong phương pháp LOM …) được lấy đi khỏi vùng gia công. Vật thể sau khi chế tạo được lấy ra khỏi vùng gia công và được làm sạch bằng các phương pháp như phun khí, rửa, sửa và làm sạch bằng phương pháp cơ khí.
g. Xử lý sau chế tạo
Trong một số công nghệ tạo mẫu nhanh, vật thể sau chế tạo mới chỉ được thiêu kết hay polyme hoá một phần nên chưa đạt được các chỉ tiêu cao nhất về các tính chất cơ lý hoá… nên cần phải có các bước xử lý tiếp theo tuỳ theo phương pháp chế tạo. Vật thể sau khi được tạo hình có thể được thiêu kết hoàn thiện hoặc nhúng vào nhựa hay cao su để tiến hành polyme hoá hay lưu hoá để đạt yêu cầu đặt ra.

h. Hoàn thiện chi tiết
Tuỳ theo mục đích sử dụng, có thể dùng nhiều mức hoàn thiện chi tiết nhằm mô hình hoá quan sát và mô hình hoá khái niệm, chỉ cần loại bỏ các chân đỡ là được. Để linh hoạt và tối ưu hơn có nhiều phương pháp hoàn thiện như bằng tay, phun các hạt có kích thước nhỏ, hay biện pháp tích hợp cả hai phương pháp trên. Các chi tiết cũng có thể được đánh bóng, sơn hay phủ kim loại.

3. Các công nghệ tạo mẫu nhanh

3.1. Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng lỏng
a. Hoá rắn polime lỏng cảm quang
- Phương pháp này được xây dựng dựa trên hiện tượng một số loại polime lỏng bị hoá rắn dưới tác động của bức xạ điện từ: VD: như tia tử ngoại, tia laze…
- Chi tiết có thể được xây dựng bằng cách hoá rắn từng điểm hoặc hoá rắn toàn bộ lớp.
- Phương pháp này được áp dụng khá phổ biến.
b. Hoá rắn vật liệu nóng chảy
- Đây là phương pháp dựa trên việc làm chảy và hoá rắn lại vật liệu chế tạo chi tiết.
- Phương pháp này có 2 dạng chính đó là lắng đọng vật liệu nóng chảy tại các điểm và hoá rắn vật liệu cả lớp cùng lúc.
3.2. Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng bột
Các phương pháp này tạo chi tiết bằng cách liên kết các hạt dạng bột với nhau bằng tia Laze hay bằng vật liệu kết dính riêng. Có 3 phương pháp được dùng phổ biến hiện nay khi tạo chi tiết dạng bột là:
- Thiêu kết có chọn lọc bằng băng Laze.
- Tạo hình dạng lưới bằng kỹ thuật Laze.
- Sử dụng công nghệ in 3 chiều.
3.3. Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng tấm
Các phương pháp này tạo chi tiết bằng cách sử dụng tia Laze hay vật liệu kết dính liên kết các tấm mỏng với nhau. Có 3 phương pháp được dùng hiện nay khi tạo chi tiết dạng tấm:
- Gia công vật liệu dạng tấm mỏng.
- Tạo hình dùng tấm giấy.
- Polime hoá các lá vật liệu rắn.

4. Ứng dụng của công nghệ tạo mẫu nhanh

a. Đúc khuôn vỏ mỏng
Đúc khuôn vỏ mỏng là một quá trình đúc chính xác để chế tạo là những chi tiết có hình dáng sắc cạnh từ các hợp kim. Hiệu quả chủ yếu khi áp dụng phương pháp tạo mẫu nhanh trong công nghệ đúc khuôn vỏ mỏng là khả năng tạo ra mẫu có độ chính xác cao, chi phí thấp và thời gian để tạo mẫu ngắn
b. Chế tạo dụng cụ
Người ta ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh trong chế tạo dụng cụ như điện cực trong gia công tia lửa điện, chế tạo các khe hở hoặc ruột của khuôn phun nhựa, ống dẫn hệ thống điều hòa nhiệt độ…
c. Tạo mẫu nhanh trong chế tạo sản xuất
Các vật thể chế tạo bằng tạo mẫu nhanh ngày càng được sử dụng thường xuyên để kiểm tra chức năng và có thể kiểm tra trước khi sản xuất hàng loạt. Bằng cách đó người ta có thể kịp thời phát hiện các lỗi ở giai đoạn khi mà sự thay đổi chưa tốn kém lắm. Tạo mẫu nhanh cho một mô hình vật lý có thể sử dụng được ngay như là một mô hình CAD 3D có sẵn. Mô hình vật lý là một công cụ truyền đạt thông tin hoàn hảo. Nếu một hình ảnh bằng một ngàn lời nói thì mô hình vật lý bằng một ngàn hình ảnh.
d. Ứng dụng tạo mẫu nhanh trong y học
Ứng dụng phương pháp tạo mẫu nhanh trong y học là một lĩnh vực mới. Nhiều ứng dụng đã trở nên rất quan trọng do sự hội tụ của ba công nghệ riêng biệt đó là: hình ảnh nội soi, đồ họa điện toán, CAD và tạo mẫu nhanh. CT (Computer-Assisted Tomography) và URI (Magnectic Resonance Imaging) cung cấp những hình ảnh để giải quyết tốt những cấu trúc bên trong của cơ thể con người. Ví dụ các cấu trúc của xương và các cơ quan. Những hình ảnh này được xử lý bằng những công cụ phần mềm thích hợp. Nó có thể chuyển kết quả cho qui trình tạo mẫu nhanh và tạo ra vật thể vật lý, mô hình này được gọi là mô hình y học. Công nghệ này cung cấp cho bác sĩ và nhà phẫu thuật những công cụ mới. những mô hình vật lý của cấu trúc bên trong là cơ sở để hội chẩn và chuẩn bị cho những trường hợp phẫu thuật phức tạp một cách tốt hơn.

5. Một số công nghệ tạo mẫu nhanh điển hình

a. Công nghệ tạo mẫu nhanh SLA
Phương pháp tạo mẫu nhanh SLA (Stereo Lithography Aparatus) được phát minh bởi Charles Hull vào năm 1984 và được phát triển bởi công ty 3D Systems – Mỹ (thành lập năm 1996 Charles W. Hull và Raymond - S – Freed). Thiết bị SLA – 190 là thiết bị đầu tiên của phương pháp tạo mẫu nhanh và sử dụng tia laser He-Cd. Thiết bị SLA sử dụng tia laser He-Cd. Thiết bị SLA – 350 sử dụng laser ở trạng thái rắn Nd: YVO4. Thiết bị SLA – 500 sử dụng tia laser Argon-ion rất mạnh. Tất cả các thiết bị đều sử dụng chung một loại vật liệu sản xuất là loại nhựa lỏng có khả năng đông đặc dưới tác dụng của các tia tử ngoại như: tia gama, tia cực tím, tia x, tia electron, phóng xạ của trường điện từ,… như expoxy, actylates, … Tên thương mại của các loại nhựa này là: Accura 60 plastic, Accura 25 plastic, Accura 10 plastic, Accura 50 Natural plastic, Accura 50 Grey plastic, Accura Bluestone nano-composite plastic, Accura 45HC plastic…
* Qúa trình tạo mẫu bằng phương pháp SLA được trải qua 5 giai đoạn
- Tạo mô hình CAD 3D
- Tạo file dữ liệu .STL
- Kiểm tra
- Tạo mẫu
- Hậu xử lý
Một số ưu, nhược điểm của phương pháp SLA.
- Ưu điểm :
+ Hệ thống cứng vững và hoàn toàn tự động.
+ Độ chính xác kích thước cao +/-0.1 mm.
+ Độ bóng bề mặt cao.
+ Độ phân giải cao phù hợp với các chi tiết phức tạp.
+ Với sự hổ trợ của phần mềm chuyên dụng QuickCast cho phép tạo
mẫu cho quá trình đúc khuôn kim loại nhanh chóng và chính xác.
- Nhược điểm :
+ Sản phẩm bị cong vênh.
+ Giá thành hơi cao.
+ Vật liệu sử dụng bị hạn chế.
+ Phải qua giai đoạn hậu xử lý.
+ Chi phí vận hành và bảo trì cao.
b. Công nghệ tạo mẫu nhanh SLS
Phương pháp SLS (Selective Laser Sintering) này được phát minh bởi Carl Deckard vào năm 1986 ở trường đại học Texas và được bằng sáng chế 1989, được đưa ra thị trường bởi tập đoàn DTM (được thành lập 1987). Thiết bị đầu tiên được thương mại hoá vào 1992. Đây là một trong những phương pháp đầu tiên và được công nhận sau SLA. Phương pháp này cũng dựa trên quá trình chế tạo từng lớp nhưng chất polymer lỏng được thay bằng vật liệu bột. Phương pháp SLS sử dụng tính chất của vật liệu bột là có thể hóa rắn dưới tác dụng của nhiệt (như nylon, elastomer, kim loại). Một lớp mỏng của bột nguyên liệu được trải trên bề mặt của xy lanh công tác bằng một trống định mức. Sau đó, tia laser hóa rắn (kết tinh) phần bột nằm trong đường biên của mặt cắt (không thực sự làm chảy chất bột), làm cho chúng dính chặt ở những chỗ có bề mặt tiếp xúc. Trong một số trường hợp, quá trình nung chảy hoàn toàn hạt bột vật liệu được áp dụng. Quá trình kết tinh có thể được điều khiển tương tự như quá trình polymer hoá trong phương pháp tạo hình lập thể SLA. Sau đó xy lanh hạ xuống một khoảng cách bằng độ dày lớp kế tiếp, bột nguyên liệu được đưa vào và quá trình được lặp lại cho đến khi chi tiết được hoàn thành. Trong quá trình chế tạo, những phần vật liệu không nằm trong đường bao mặt cắt sẽ được lấy ra sau khi hoàn thành chi tiết, và được xem như bộ phận phụ trợ để cho lớp mới được xây dựng. Điều này có thể làm giảm thời gian chế tạo chi tiết khi dùng phương pháp này. Phương pháp SLS có thể được áp dụng với nhiều loại vật liệu khác nhau: Policabonate, PVC, ABS, nylon, sáp,… Những chi tiết được chế tạo bằng phương pháp SLS tương đối nhám và có những lỗ hỗng nhỏ trên bề mặt nên cần phải xử lý sau khi chế tạo (xử lý tinh). Vật liệu sử dụng: Polycacbonate (PC), nylon, sáp, bột kim loại (copper polyamide, rapid steel), bột gốm (ceramic), glass filled nylon, vật liệu đàn hồi (elastomer).
* Quá trình tạo mẫu :
Sản phẩm được chia thành các lát cắt từ file định dạng. STL tạo một lớp bằng cách trải các lớp bột, thiêu kết bằng nguồn laser CO2 theo các bước sau :
- Một lớp vật liệu bột nóng chảy được đặt vào buồng chứa sản phẩm.
- Lớp vật liệu bột đầu tiên được quét bằng tia laser CO2 và đông đặc lại
và vật liệu bột không được xử lý sẽ được đưa trở về thùng chứa liệu.
- Khi lớp thứ nhất đã hoàn thành thì lớp vật liệu bột thứ hai được cấp và thông qua con lăn cơ khí chuẩn bị cho quá trình quét lớp thứ hai.
- Bước hai và bước ba được lặp lại cho đến khi sản phẩm được hoàn thành. Sau khi quá trình kết thúc, sản phẩm được lấy ra khỏi buồng xử lý và có thể qua giai đoạn hậu xử lý hoặc đánh bóng lại như phun cát tùy từng ứng dụng của sản phẩm.
* Một số ưu, nhược điểm của phương pháp SLS.
- Ưu điểm :
+ Số lượng vật liệu đưa vào quá trình cao giúp cho quá trình tạo mẫu nhanh chóng.
+ Vật liệu đa dạng, không đắt tiền.
+ Vật liệu an toàn.
+ Không cần cơ cấu hỗ trợ (Support).
+ Giảm sự bóp méo do ứng suất.
+ Giảm các giai đoạn của quá trình hậu xử lý như chỉ cần phun cát.
+ Không cần xử lý tinh (Post-curing).
+ Chế tạo cùng lúc nhiều chi tiết.
- Nhược điểm :
+ Độ bóng bề mặt thô.
+ Chi tiết ở trạng thái rỗ.
+ Lớp đầu tiên có thể đòi hỏi một đế tựa để giảm ảnh hưởng nhiệt
+ Mật độ chi tiết không đồng nhất.
+ Thay đổi vật liệu cần phải làm sạch máy kỹ càng.
c. Công nghệ tạo mẫu nhanh LOM
Công nghệ tạo mẫu LOM (Laminate Object Manufacturing ) được phát minh bởi Michael Feygin vào năm 1985 và được tung ra thị trường bởi công ty Helisy.
Nguyên lý làm việc:
Đầu tiên, thiết bị nâng ở vị trí cao nhất cách con lăn nhiệt một khoảng bằng đúng độ dày của lớp vật liệu, tiếp theo con lăn nhiệt sẽ cán lớp vật liệu này, dưới bề mặt của vật liệu có chất kết dính mà khi được ép và gia nhiệt bởi trục lăn nó sẽ giúp lớp này liên kết với lớp trước. Hệ thống quang học sẽ đưa tia laser đến để cắt vật liệu theo hình dạng hình học của mô hình đã tạo từ CAD. Vật liệu được cắt bởi tia laser theo đường viền của mặt cắt lát. Phần vật liệu dư sẽ được thu hồi bằng con lăn hồi liệu. Sau đó đế hạ xuống cấu nâng hạ xuống thấp và vật liệu mới được nạp vào, cơ cấu lại nâng lên chậm đến vị trí thấp hơn chiều cao trước đó, trục cán sẽ tạo liên kết giữa lớp thứ hai với lớp thứ bằng đúng chiều dày lớp vật liệu kế tiếp.
Chu kỳ này được lặp lại cho đến khi kết thúc. Những vật liệu dư đóng vai trò như cơ cấu phụ trợ để đỡ cho chi tiết. Vật liệu dư này cũng được cắt thành những đường ngang dọc (cross-hatch). Những đường giao tuyến song song này làm bong những vật liệu dư để nó được lấy đi dễ dàng sau khi chế tạo. Sau đó, bề mặt của chi tiết có thể được đánh bóng, xi mạ, hoặc sơn phủ theo yêu cầu. Theo nguyên tắc tất cả các vật liệu dạng tấm đều có thể sử dụng cho hệ thống LOM. Nhưng thông thường LOM sử dụng nhiều nhất là giấy, plastic, gốm và vật liệu composite
* Một số ưu nhược điểm của phương pháp LOM.
- Ưu điểm:
+ Vật liệu đa dạng, rẻ tiền. Về nguyên tắc có thể sử dụng các loại vật liệu: giấy, chất dẻo, kim loại, composites và gốm.
+ Độ chính xác cao đạt được tốt hơn 0,25 mm. Bằng việc cắt vật liệu thay vì hóa rắn nó, hệ thống có thể bảo vệ được những đặc tính ban đầu của vật liệu.
+ Không cần thiết kết cấu hỗ trợ.
+ Tốc độ cao, nhanh hơn các phương pháp tạo lớp khác bởi vì tia laser không cắt toàn bộ diện tích mà chỉ quét theo chu vi bên ngoài. Do đó, vật liệu dày và mỏng có tốc độ cắt bằng nhau.
+ Không có sự thay đổi pha trong quá trình chế tạo chi tiết nên tránh được độ co rút của vật liệu.
+ Không độc hại và ô nhiễm môi trường.
- Nhược điểm:
+ Không thu hồi được vật liệu dư. Sự cong vênh của chi tiết thường là vấn đề chính của phương pháp LOM.
+ Lấy sản phẩm ra khỏi kết cấu hỗ trợ khó khăn.
+ Độ bóng bề mặt không cao.
d. Công nghệ tạo mẫu nhanh SGC
Hệ thống tạo mẫu nhanh SGC (Solid Ground Curing) được sản xuất bởi công ty Cubital Ltd. Công ty Cubital Ltd được thành lập 1987 và sản phẩm thương mại đầu tiên là 1991. Bên ngoài Israel, công ty Cubital còn có các công ty ở Mỹ và Đức. Các sản phẩm của Cubital bao gồm: Solider 4600 và Solider 5600 (tính đến năm 1997).
Nguyên lý làm việc:
Chi tiết được xây dựng từng lớp một từ vật liệu lỏng photopolymer.Vật liệu này sẽ bị động cứng dưới tác dụng của tia cực tím. Các bước được tiến hành như sau:
- Chuẩn bị dữ liệu
- Tạo mặt nạ và tạo mẫu.
Mặt nạ này được tạo từ dữ liệu CAD nhập và in trên một nền trong suốt (thủy tinh) bằng phương pháp tĩnh điện, giống như quá trình được sử dụng trong máy photocopy và máy in laser. Một lớp màu đen sẽ phủ lên toàn bộ bề mặt trừ những tiết diện của sản phẩm thể hiện bằng những miền trong suốt phản ánh chính xác mặt cắt ở lớp hiện hành của sản phẩm. Lớp màu đen này có thể xóa được để tạo mặt nạ cho những lớp vật liệu tiếp theo. Dưới tác dụng của chùm tia tử ngoại xuyên qua tấm thuỷ tinh khi tấm thuỷ tinh di chuyển đến vị trí gần phía trên đỉnh của lớp mỏng chất lỏng polymer và chiếu vào thùng vật liệu bên dưới. Phần vật liệu bị chiếu bởi tia tử ngoại sẽ được đông đặc nhanh chóng, cùng lúc này hình ảnh trên tấm thuỷ tinh sẽ được xoá đi để chuẩn bị cho lớp tiếp theo. Vật liệu dư không bị đông đặc sẽ được thu hồi lại, và khoảng trống xung quanh sản phẩm đang được chế tạo sẽ được điền đầy bằng sáp (wax), có tác dụng như là bộ phận hỗ trợ trong suốt quá trình tạo sản phẩm. Để đảm bảo cho quá trình hoá rắn nhanh, sáp lỏng được đông đặc bằng một tấm làm nguội sáp. Sau đó, đầu phay sẽ làm nhẵn bề mặt sản phẩm và xác định đúng bề dày của một lớp. Bộ phận đỡ sản phẩm sẽ dịch xuống đúng bằng chiều dày của một lớp và quá trình được lặp lại cho đến khi hoàn thành sản phẩm.
* Một số ưu nhược điểm của phương pháp SGC.
- Ưu điểm:
+ Hệ thống xử lý song song: quá trình tạo mẫu và xử lý tinh xảy ra song song do đó tiết kiệm thời gian từ 25-50%, giảm ứng suất bên trong và độ cong vênh sản phẩm.
+ Không cần thiết kế kết cấu hỗ trợ .
+ Đặc tính sản phẩm đồng nhất.
+ Có thể chế tạo cùng lúc nhiều sản phẩm.
- Nhược điểm:
+ Giá thành cao, thiết bị làm việc ồn.
+ Vật liệu sử dụng bị hạn chế.
+ Phải qua giai đoạn hậu xử lý.
+ Chi phí vận hành và bảo trì cao.
+ Phải lấy sáp ra khỏi sản phẩm khi chế tạo xong.
e. Tạo mẫu nhanh bằng công nghệ in 3 chiều
Công nghệ in 3 chiều (3D Printing Technology) là sản phẩm của hang Zcoporation của Mỹ đây là hãng chuyên cung cấp, sản xuất và cung cấp các thiết bị tạo mẫu nhanh với công nghệ in 3 chiều có tốc độ nhanh nhất hiện nay.Công nghệ này có thể chế tạo ra các sản phẩm mẫu nhanh, dễ dàng với chi phí thấp từ dữ liệu dạng CAD và các dạng kỹ thuật số khác. Thiết bị in 3 chiều sử dụng công nghệ kết dính vật liệu bột là một phát minh sáng chế của Ely Sachs học viện công nghệ Massachusetts (MIT) của mỹ để chế tạo ra các chi tiết trực tiếp từ các file dữ liệu số.

* Nguyên lý làm việc.
Phương pháp 3D Printing hoạt động theo nguyên tắc in “phun mực”. Một loại mực keo đặc biệt được phun lên lớp bột nhựa đã được trải phẳng và hoá cứng. Như thế là chúng đã tạo ra một lớp và từng lớp dần dần tạo ra vật thể.

Công nghệ này được thực hiện qua 5 bước :
- Đầu tiên thiết bị trải ra một lớp bột mỏng
- Sau đó đầu phun ra các chất dính kết để tạo ra mặt tiết diện ngang của chi tiết hoặc sản phẩm.
- Lúc này piston giữa hạ xuống một bậc tạo không gian cho lớp (mặt tiết diện mới) hình thành.
- Quá trình được lặp lại cho đến khi toàn bộ chi tiết hoặc sản phẩm hình thành.
- Sau khi hoàn thành chi tiết hoặc sản phẩm sẽ được bao bọc một lớp bột thừa, lúc này chỉ việc rung hoặc lắc và nới lỏng bột để lấy chi tiết hoặc sản phẩm ra. Bột thừa có thể tái sử dụng.
* Một số ưu nhược điểm của công nghệ in 3D.
- Ưu điểm:
+ Tốc độ hình thành sản phẩm rất nhanh, có thể gấp 5-10 lần so với công nghệ khác
+ Chi phi đầu tư sở hữu thấp nhất trong lĩnh vực công nhgệ tạo mẫu nhanh.
+ Chi phí nguyên vật liệu và chi phí sản xuất thấp.
+ Đa dạng về vật liệu chế tạo và các ứng dụng.
+ Có thể in các vật có cấu tạo hình học phức tạp mà không cần giá đỡ.
+ Dễ dàng chuẩn bị, sử dụng, và bảo dưỡng.
+ Là công nghệ tạo mẫu có đầy đủ màu sắc lên đến hàng triệu màu.
+ Công nghệ in 3D cho phép chế tạo các sản phẩm đa dạng từ các vật liệu khác nhau, màu sắc khác nhau, khối lượng và kích thước với các tỷ lệ khác nhau so với chi tiết hoặc sản phẩm thật. Ngoài ra còn có các phương pháp khác: 3DP, DSPC, BPM, DFL, SDM, MSDM, FDM.
Hiện nay công nghệ in 3D đang phát triển rất mạnh mẽ và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, để bắt kịp xu thế đó, đề tài sẽ tiến hành nghiên cứu ứng dụng phần mền Inventor vào công nghệ in 3D.
- See more at: http://vietcad.com/basic/dich-vu/cong-nghe-in-3d-trong-inventor-58#sthash.S5ZKNKgP.dpuf
 
Top