Phương pháp tạo mẫu nhanh SLS

[ME]

Phương pháp thiêu kết laser chọn lọc SLS (Selective Laser Sintering)

Phương pháp 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.
Nguyên lý làm việc
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:
Bước 1: Một lớp vật liệu bột nóng chảy được đặt vào buồng chứa sản phẩm
Bước 2: Lớp vật liệu bột đầu tiên được quét bằng tia laser CO2 và đông đặc lại. Vật liệu bột không được xử lý sẽ được đưa trở về thùng chứa liệu.
Bước 3: Khi lớp thứ nhất đã hoàn thành thì lớp vật liệu bột thứ hai được cấp vào thông qua con lăn cơ khí chuẩn bị cho quá trình quét lớp thứ hai.
Bước 4: 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.

Máy Sinterstation 2500plus

Máy Sinterstation HiQ SLS

* Ưu điểm:
- Số lượng vật liệu đưa vào quá trình cao (Hight Through-put) 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 (như uốn quăn).
- Mật độ chi tiết không đồng nhất.
- Thay đổi vật liệu cần phải làm sạch máy kỹ càng.

Một số sản phẩm

DuraForm

Somos 201

RapidSteel

Polyamide

Nguồn:
1. Các pp gia công đặc biệt. Phạm NGọc Tuấn, Nguyễn Văn Tường. NXB ĐHQG tp HCM 2007.
2. http://www.aspect-rp.co.jp/sls1.htm
3. http://www.mech.kuleuven.be/pp/facilities/dtm2000
4. http://www.3dsystems.co.jp/content/view/24/21/

 

[Magnum]

bac ME nay,

Phuong phap tao mau nhanh thi vuot troi roi, tuy nhien hien nay vat lieu cho tao mau nhanh thi ton kem qua, bac co biet nhieu dia chi gia vat lieu kha quan hon khong thi chi giup voi. Vat lieu nhua la chinh.
Hien nay thi Zcorp, 3D system, Objet, EOS rat co tieng nhung de mua may va vat lieu thi dat qua, khong choi duoc, chi danh cho tien Nha nuoc thoi chu cty Tu nhan thi chang dam choi. Mua may TQ thi cung phai 150K USD 1 may va vat lieu de du sx 1 vai cai thoi, chu lau dai thi gap nhieu van de lam.
Bac ME co thong tin thi cho anh em biet voi nhe.

Thanks,
Magnum

Phương pháp tạo mẫu nhanh thì vượt trội rồi, tuy nhiên hiện nay vật liệu cho tạo mẫu nhanh thì tốn kém quá, bác có biết nhiều địa chỉ giá vật liệu khả quan hơn không thì chỉ giúp với. Vật liệu Nhựa là chính.
HIện nay thì Zcorp, 3Dsystem, objet, EOB rất có tiếng nhưng để mua máy và vật liệu thì đắt quá, không chơi được, chỉ dành cho tiền Nhà nuwocs thôi chứ Cty Tư nhân thì chẳng dám chơi. Mua máy TQ thìcungx phải 150K USD 1 máy và vật liệu để đủ SX 1 vài cái thôi, chứ lâu dài thì gặp nhiều vấn đề lắm.
Bác ME có thông tin thì cho anh em biết với nhé

Lỗi lầm quá, sao không đánh tiếng Việt có dấu hả bạn?

 

[ME]

Magnum chú ý gõ chữ có dấu. Để anh em họ sửa lại mất công lắm. Có thể BQT sẽ xóa các bài không có dấu đấy.
Về máy RP thì đủ loại. Có cái thì khoảng 30.000 USD, có cái 5-7 trăm ngàn... Nếu là tư nhân mua thì chắc rẻ hơn nhà nước.
Thường vật liệu cho máy tạo RP được chế tạo cùng với hãng sản xuất nhưng ngày càng có nhiều cty họ nghiên cứu rồi chế tạo vật liệu phụ vụ cho công nghệ này. Anh bạn của tôi đang làm đề tài về nghiên cứu vật liệu mơi cho một loại máy RP. Ở Vn thì chắc mua từ nước ngoài thôi, chắc chưa tự sản xuất vật liệu đâu. Tôi cũng không biết chỗ nào bán rẻ nữa.

 

[trieuchau]

Magnum chú ý gõ chữ có dấu. Để anh em họ sửa lại mất công lắm. Có thể BQT sẽ xóa các bài không có dấu đấy.
Về máy RP thì đủ loại. Có cái thì khoảng 30.000 USD, có cái 5-7 trăm ngàn... Nếu là tư nhân mua thì chắc rẻ hơn nhà nước.
Thường vật liệu cho máy tạo RP được chế tạo cùng với hãng sản xuất nhưng ngày càng có nhiều cty họ nghiên cứu rồi chế tạo vật liệu phụ vụ cho công nghệ này. Anh bạn của tôi đang làm đề tài về nghiên cứu vật liệu mơi cho một loại máy RP. Ở Vn thì chắc mua từ nước ngoài thôi, chắc chưa tự sản xuất vật liệu đâu. Tôi cũng không biết chỗ nào bán rẻ nữa.

Em nghe nói ở trường BKTPHCM, bộ môn Vật liệu, có anh Toàn đã làm ra được vật liệu bột xài trong máy RP, còn công nghệ nào thì em ko rõ. Thầy có thể liên hệ để tìm hiểu thêm thông tin. Nghe đâu đó là luận văn thạc sĩ thì phải . Giá là 30$/kg so với giá nước ngoài là gần 300$/kg/

 

[Magnum]

Chào các bác,

Đúng là hiện nay BKHCM có xài máy tạo mẫu nhanh SLS của Binhu-Trung Quốc. (chỗ thầy Nghìn).
Tham khảo tại (http://www.binhurp.com/product/en/index.asp). Kích cỡ máy khá lớn (500 x 500 x 400 mm).
Model: HRPS-IV. Có thể tạo mẫu bằng vật liệu nhựa, cát, kim loại.

Sau đây là một số thông tin về máy đó:
Hệ thống tạo mẫu nhanh HRPS-IV thiêu kết bằng laser (Công nghệ SLS)
Độ dày lớp : 0.08~0.3mm, continuously adjustable
Độ chính xác chi tiết: 200mm+/-0.2mm or +/-0.1%
Độ chính xác của tia laser: 0.02mm
Hệ thống cấp bột: Hệ thống cấp bột 3 xilanh với xilanh tạo mẫu ở giữa và xilanh cấp bột ở bên trái và phải
Phần mềm ứng dụng để điều khiển hệ thống SLS RP: Power RP 2005
Vật liệu tạo mẫu: Vật liệu hỗn hợp bột loại HB
Hệ thống quét phản chiếu tiêu cự động: Máy quét sêri M3
Hệ thống quang học: gương phản xạ mạ vàng, ống kính mở rộng
Hệ thống làm mát laser: Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn, nguồn lạnh 1600W, công suất hoạt động 0.6. Tỷ lệ 50lít nước/phút
Hệ thống gia nhiệt: 0-4KW xilanh làm việc/0.2KW xilanh tạo bột, bột được điều chỉnh với ứng dụng phương pháp điều khiển xoắn
Laser: Tần số laser CO2 của SYNRAD Mỹ. 50W

Nguyên vật liệu dùng cho hệ thống SLS:
Vật liệu hỗn hợp bột PS (kg)
Vật liệu hậu xử lý (kg)
Vật liệu cát (kg)
Vật liệu bột thép (kg)
Vật liệu bột kim loại (kg)


Máy này bên chỗ thầy Anh Tuấn - ĐH BKHN cũng định mua, nhưng không may thầy mất vì bệnh nên dự án đình trệ. Thầy Anh Tuấn rất tâm huyết và là 1 trong những Giáo Sư có tiếng trong ngành Cơ khí của Việt Nam.

Magnum

 

[ME]

Sau khi thầy Nghìn làm xong đề tài cấp nhà nước về RP thì thầy Tuấn rủ làm tiếp 1 đề tài nữa về thiết kế chế tạo máy RP nhưng vì nhiều lý do khác nhau nên thầy Nghìn không tham gia. Năm ngoái và năm nay ở BKHN "bùng nổ" các đề tài con về thiết kế, chế tạo thiết bị RP chắc cũng do từ đề tài này. Thầy Tuấn mất rồi không biết ai làm tiếp đề tài này đây.
Tuần trước cô Hà email báo với tôi là bây giờ thầy Nghìn chuyển qua làm Phó viện trưởng viện Cơ học rồi.

 

[trieuchau]

Sau khi thầy Nghìn làm xong đề tài cấp nhà nước về RP thì thầy Tuấn rủ làm tiếp 1 đề tài nữa về thiết kế chế tạo máy RP nhưng vì nhiều lý do khác nhau nên thầy Nghìn không tham gia. Năm ngoái và năm nay ở BKHN "bùng nổ" các đề tài con về thiết kế, chế tạo thiết bị RP chắc cũng do từ đề tài này. Thầy Tuấn mất rồi không biết ai làm tiếp đề tài này đây.
Tuần trước cô Hà email báo với tôi là bây giờ thầy Nghìn chuyển qua làm Phó viện trưởng viện Cơ học rồi.

Ko phải là tuần trước đâu thầy ơi, theo e bít thì thầy Nghìn chuyển qua Viện cơ cũng khá lâu rồi. Mà theo cô Hà nói thì hiện h nhờ làm bên Viện cơ nên thầy Nghìn được rảnh hơn lúc trước. Thầy là học trò cũ của thầy Nghìn với cô Hà hả?

 

[ME]

Tuần trước là nhận được email em ạ. Khi đó mới biết thầy chuyển công tác.
Thầy Nghìn hướng dẫn tôi làm LVTN (bằng 2). Tôi, thầy Nghìn và cô Hà cùng một số thầy nữa hợp tác viết 1 cuốn sách. Nói chung khoảng từ năm 1998 đến cách đây vài năm cũng khá thân với thầy và cô nhưng vì điều kiện công tác và học tập nên thời gian sau này tôi ít gặp thầy và cô.

 

[trieuchau]

Tuần trước là nhận được email em ạ. Khi đó mới biết thầy chuyển công tác.
Thầy Nghìn hướng dẫn tôi làm LVTN (bằng 2). Tôi, thầy Nghìn và cô Hà cùng một số thầy nữa hợp tác viết 1 cuốn sách. Nói chung khoảng từ năm 1998 đến cách đây vài năm cũng khá thân với thầy và cô nhưng vì điều kiện công tác và học tập nên thời gian sau này tôi ít gặp thầy và cô.

hơi riêng tư một tí, bằng 2 là gì thầy? cao học hay là thầy học chuyên ngành thứ 2?
cộng thầy 1 điểm tiếp vì e thích diễn đàn, khoái thầy ;D

 

[ME]

Lúc đó tôi học bằng 2 ĐH ngành Chế tạo máy. Khi học cao học cũng nhờ thầy Nghìn hướng dẫn nhưng do ở xa nên thôi. Sau này thầy cũng gợi ý nhận hướng dẫn tôi làm nghiên cứu sinh nhưng tôi muốn đi học nước ngoài chứ không muốn học trong nước nên không thi nghiên cứu sinh trong nước. Đành "lỗi đạo" một tí với thầy. Tôi rất kính trọng thầy ấy. Thầy rất thương người và là một con người của khoa học.

 

[vtp.bka]

em đăng kí diễn dàn cũng vì mục đích muốn hiểu biết thêm về các vấn đề về chuyên ngành của mình cũng như những mảng kiến thức bổ trợ cho em sau này khi làm việc.e rất mong các bác nhất là bác ME hãy pót nhiu bài hay cho bọn em.em xin cảm ơn mọi người nhiu!!!các bác nói chuyện thật là hay đấy.em cũng đã học năm 4 rùi nên cũng muốn hiểu biết thêm về các mảng kiến thức khác.

 

[philuanbk]

Ðề: Phương pháp tạo mẫu nhanh SLS

chào thầy,

Hiện nay em cũng đang làm đề tài luận văn về công nghệ SLS, tại phòng thí nghiệm trọng điểm QG điều khiển số kỹ thuật hệ thống ĐH BK tp HCM, đề tài này do thầy Nghìn và cô Hà hướng dẫn.
Hiện tại mới chỉ tìm hiểu nguyên lĩ, các patents và bài báo.....thời gian làm lv này chỉ có khoảng 3 tháng nên chỉ tập trung vào một cụm trong hệ thống thôi. Để hoàn thành nghiên cứu và ứng dụng thì chắc cũng vài khóa SV và nghiên cứu sinh nữa mới được.
hy vọng có nhiều thành viên quan tâm đến công nghệ này, cùng nhau trao đổi.

 

[philuanbk]

Ðề: Phương pháp tạo mẫu nhanh SLS

đây là patent đầu tiên của Deckard về công nghệ SLS, năm 1989

 

[ngovantan]

Ðề: Phương pháp tạo mẫu nhanh SLS

Chào Thầy ME, chắc có lẽ em tham gia đề tài này hơi muộn. Em đang là sinh viên năm cuối, nhận đề tài làm luận văn về ứng dụng mẫu nhanh trong chế tạo khuôn, thầy có đọc qua tin này mong thầy mong thầy giúp đỡ em chút, thầy có tài liệu về mẫu nhanh cho em với. Em cảm ơn. Email: ngovantan20082gmail.com

 

[supermanman]

Ðề: Phương pháp tạo mẫu nhanh SLS

Hiện tại mình đang công tác tại phòng thí nghiệm trọng điểm điều khiển số và kỹ thuật hệ thống, và cũng có "dính liếu" nhiều đến máy SLS. Các bạn sinh viên muốn nghiên cứu về hệ thống RP nói chung có thể đăng kí với PTN để được tìm hiểu về các máy này (3D printer, SLS ...) chúng tôi sẽ tạo điều kiện để các bạn nghiên cứu và học tập.