Công nghệ in 3D BJ
Công nghệ in 3D BJ là gì?
Công nghệ in 3D BJ ( Binder Jetting: Chất kết dính phun ) là một công nghệ in 3D tương đối mới. Máy in 3D BJ sử dụng bột, được liên kết với nhau bằng chất kết dính lỏng để tạo ra các chi tiết rắn. Có thể xem BJ như một sự kết hợp giữa SLS và phun vật liệu.
Nguồn: https://proto3000.com/product/x-series-innoventx/
Cách vận hành
Các thành phần chính của máy in 3D là thùng đựng bột, (nhiều) đầu in, nền tảng xây dựng, thùng chứa vật liệu và máy trải bột.
Trước khi quá trình in 3D BJ bắt đầu, vật liệu phải được nạp vào thùng bột, giống như trong SLS. Nhưng không giống như SLS ở việc bột này không được làm nóng. Trong toàn bộ quá trình in 3D, nhiệt không liên quan.
Quy trình bắt đầu với một lớp bột duy nhất được đặt trên tấm nền. Các đầu in sau đó quét qua bột, phun các giọt chất chọn lọc của chất kết dính.
Cách tốt nhất để hiểu tác nhân kết dính là nghĩ về nó như một chất keo cho các hạt bột. Khi các giọt tiếp xúc với bột, các hạt hợp nhất với nhau và tạo thành một chất rắn.
Khi toàn bộ lớp đầu tiên của thiết kế đã được hợp nhất với tác nhân kết dính, tấm nền sẽ di chuyển xuống một đoạn, một lớp bột mới được tráng qua và quá trình được lặp lại cho đến khi chi tiết đó được hoàn thành.
Khi hoàn thành, chi tiết bị bao phủ hoàn toàn trong bột.
Nguồn: https://digman.vn/thuat-ngu/binder-jetting-phun-chat-ket-dinh/
Cấu tạo
Công nghệ in 3D BJ có thể sử dụng cho nhiều vật liệu khác nhau như kim loại, ceramic, polymer sand hoặc nhựa. Máy in công nghệ này cũng có thể in ra đa dạng màu sắc bằng cách thêm các sắc tố trong các chất kết dính. Được sử dụng chủ yếu trong tạo mẫu nhanh, khuôn ceramic.
Nguồn: https://nederland.3dprinting.com/pages/wat-is-3d-printen/
Vật liệu sử dụng
Công nghệ in BJ sử dụng hai loại vật liệu cơ bản: Vật liệu dạng bột như kim loại, bột gốm, cát… và vật liệu dưới dạng lỏng có chức năng gắn kết các loại bột. Trong đó, khi in mô hình bằng cát, quy trình xử lý sau chế tạo gần như không cần thiết. Ngoài ra, các vật liệu khác vẫn được sấy khô và kết dính, sau đó thẩm thấu với một vật liệu khác để tạo ra sản phẩm tùy theo ứng dụng.
Về nguyên lý, công nghệ in BJ tương đối giống với phương pháp in mực trên giấy truyền thống, khi chất kết dính phun lên lớp vật liệu, sản phẩm cuối cùng sẽ được tạo ra.
Với khả năng tạo ra được các lớp vật liệu rắn, công nghệ in 3D BJ có thể in được ngay cả các vật thể có kích thước lớn nhất.
Ứng dụng
Ngày nay, kỹ thuật binder jetting được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một số ứng dụng có thể kể đến như:
+) Thiết bị điện tử.
+) Công nghệ thực phẩm.
+) Pin nhiên liệu.
+) Thiết bị lưu trữ năng lượng điện hóa.Khuôn đúc cát.
+) Thiết bị y sinh.
+) Đồ gốm, kết cấu bê tông,…
Nguồn: https://www.mokotechnology.com/binder-jetting/
Ưu điểm của công nghệ BJ
Như đã thảo luận ở trên, BJ tương tự như SLS nhưng không sử dụng tia laser để thiêu kết bột. Điều này có nghĩa là không có nhiệt độ cao trong quá trình in.
Một trong những vấn đề lớn nhất với hầu hết mọi công nghệ in 3D là các rối loạn do nhiệt xảy ra trong quá trình in, chẳng hạn như cong vênh. Vì không có nhiệt trong quy trình BJ, các rối loạn do nhiệt không xuất hiện.
Điều này cho phép in các chi tiết lớn hơn, vì ở đó, không phải lo lắng rằng diện tích mặt cắt lớn hơn sẽ khiến bản in bị lỗi. Trên thực tế, máy in 3D BJ được biết đến với kích thước lớn.
Vật liệu cho BJ thường không đắt, với vật liệu giống như cát rẻ hơn bột kim loại.
Việc sản xuất hiệu quả chi phí cho các bộ phận có hình dạng phức tạp có được là nhờ vào khả năng làm việc mà không cần vật liệu hỗ trợ. Khi các bộ phận được xây dựng bên trong bột, bản thân bột đóng vai trò là vật liệu hỗ trợ. Lợi ích này cũng có mặt trong SLS, vì hai công nghệ có chung điểm tương đồng này.
Một lợi ích tuyệt vời khác của BJ, làm tăng thêm hiệu quả chi phí, đó là bột không sử dụng có thể tái chế 100%, giúp giảm chất thải và do đó giảm chi phí sản xuất mỗi bộ phận.
Nhược điểm của công nghệ BJ
Tính chất cơ học kém của các bộ phận là hạn chế lớn nhất của BJ. Trong trường hợp của các mô hình đầy màu sắc, cường độ cấu trúc không quan trọng lắm, vì các mô hình này chủ yếu được sử dụng làm mẫu trực quan. Trong khi đó, nếu mục tiêu là tạo ra các bộ phận chức năng thông qua BJ, chắc chắn sẽ cần đầu tư vào một số hậu xử lý để tăng cường sức bền của bộ phận.
Hạn chế khác là sự lựa chọn vật liệu tương đối tối thiểu. Mặc dù có một vài lựa chọn, các công nghệ in 3D khác cung cấp nhiều loại vật liệu hơn so với BJ.
Công nghệ in 3D BJ là gì?
Công nghệ in 3D BJ ( Binder Jetting: Chất kết dính phun ) là một công nghệ in 3D tương đối mới. Máy in 3D BJ sử dụng bột, được liên kết với nhau bằng chất kết dính lỏng để tạo ra các chi tiết rắn. Có thể xem BJ như một sự kết hợp giữa SLS và phun vật liệu.
Nguồn: https://proto3000.com/product/x-series-innoventx/
Cách vận hành
Các thành phần chính của máy in 3D là thùng đựng bột, (nhiều) đầu in, nền tảng xây dựng, thùng chứa vật liệu và máy trải bột.
Trước khi quá trình in 3D BJ bắt đầu, vật liệu phải được nạp vào thùng bột, giống như trong SLS. Nhưng không giống như SLS ở việc bột này không được làm nóng. Trong toàn bộ quá trình in 3D, nhiệt không liên quan.
Quy trình bắt đầu với một lớp bột duy nhất được đặt trên tấm nền. Các đầu in sau đó quét qua bột, phun các giọt chất chọn lọc của chất kết dính.
Cách tốt nhất để hiểu tác nhân kết dính là nghĩ về nó như một chất keo cho các hạt bột. Khi các giọt tiếp xúc với bột, các hạt hợp nhất với nhau và tạo thành một chất rắn.
Khi toàn bộ lớp đầu tiên của thiết kế đã được hợp nhất với tác nhân kết dính, tấm nền sẽ di chuyển xuống một đoạn, một lớp bột mới được tráng qua và quá trình được lặp lại cho đến khi chi tiết đó được hoàn thành.
Khi hoàn thành, chi tiết bị bao phủ hoàn toàn trong bột.
Nguồn: https://digman.vn/thuat-ngu/binder-jetting-phun-chat-ket-dinh/
Cấu tạo
Công nghệ in 3D BJ có thể sử dụng cho nhiều vật liệu khác nhau như kim loại, ceramic, polymer sand hoặc nhựa. Máy in công nghệ này cũng có thể in ra đa dạng màu sắc bằng cách thêm các sắc tố trong các chất kết dính. Được sử dụng chủ yếu trong tạo mẫu nhanh, khuôn ceramic.
Nguồn: https://nederland.3dprinting.com/pages/wat-is-3d-printen/
Vật liệu sử dụng
Công nghệ in BJ sử dụng hai loại vật liệu cơ bản: Vật liệu dạng bột như kim loại, bột gốm, cát… và vật liệu dưới dạng lỏng có chức năng gắn kết các loại bột. Trong đó, khi in mô hình bằng cát, quy trình xử lý sau chế tạo gần như không cần thiết. Ngoài ra, các vật liệu khác vẫn được sấy khô và kết dính, sau đó thẩm thấu với một vật liệu khác để tạo ra sản phẩm tùy theo ứng dụng.
Về nguyên lý, công nghệ in BJ tương đối giống với phương pháp in mực trên giấy truyền thống, khi chất kết dính phun lên lớp vật liệu, sản phẩm cuối cùng sẽ được tạo ra.
Với khả năng tạo ra được các lớp vật liệu rắn, công nghệ in 3D BJ có thể in được ngay cả các vật thể có kích thước lớn nhất.
Ứng dụng
Ngày nay, kỹ thuật binder jetting được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một số ứng dụng có thể kể đến như:
+) Thiết bị điện tử.
+) Công nghệ thực phẩm.
+) Pin nhiên liệu.
+) Thiết bị lưu trữ năng lượng điện hóa.Khuôn đúc cát.
+) Thiết bị y sinh.
+) Đồ gốm, kết cấu bê tông,…
Nguồn: https://www.mokotechnology.com/binder-jetting/
Ưu điểm của công nghệ BJ
Như đã thảo luận ở trên, BJ tương tự như SLS nhưng không sử dụng tia laser để thiêu kết bột. Điều này có nghĩa là không có nhiệt độ cao trong quá trình in.
Một trong những vấn đề lớn nhất với hầu hết mọi công nghệ in 3D là các rối loạn do nhiệt xảy ra trong quá trình in, chẳng hạn như cong vênh. Vì không có nhiệt trong quy trình BJ, các rối loạn do nhiệt không xuất hiện.
Điều này cho phép in các chi tiết lớn hơn, vì ở đó, không phải lo lắng rằng diện tích mặt cắt lớn hơn sẽ khiến bản in bị lỗi. Trên thực tế, máy in 3D BJ được biết đến với kích thước lớn.
Vật liệu cho BJ thường không đắt, với vật liệu giống như cát rẻ hơn bột kim loại.
Việc sản xuất hiệu quả chi phí cho các bộ phận có hình dạng phức tạp có được là nhờ vào khả năng làm việc mà không cần vật liệu hỗ trợ. Khi các bộ phận được xây dựng bên trong bột, bản thân bột đóng vai trò là vật liệu hỗ trợ. Lợi ích này cũng có mặt trong SLS, vì hai công nghệ có chung điểm tương đồng này.
Một lợi ích tuyệt vời khác của BJ, làm tăng thêm hiệu quả chi phí, đó là bột không sử dụng có thể tái chế 100%, giúp giảm chất thải và do đó giảm chi phí sản xuất mỗi bộ phận.
Nhược điểm của công nghệ BJ
Tính chất cơ học kém của các bộ phận là hạn chế lớn nhất của BJ. Trong trường hợp của các mô hình đầy màu sắc, cường độ cấu trúc không quan trọng lắm, vì các mô hình này chủ yếu được sử dụng làm mẫu trực quan. Trong khi đó, nếu mục tiêu là tạo ra các bộ phận chức năng thông qua BJ, chắc chắn sẽ cần đầu tư vào một số hậu xử lý để tăng cường sức bền của bộ phận.
Hạn chế khác là sự lựa chọn vật liệu tương đối tối thiểu. Mặc dù có một vài lựa chọn, các công nghệ in 3D khác cung cấp nhiều loại vật liệu hơn so với BJ.
