Quy trình xử lý file, chạy máy in 3D ra mẫu thô chiếm khoảng 70 đến 80% công đoạn sản xuất và tạo mẫu. Do đó, mẫu sau khi in 3D cần được xử lý để thành mẫu hoàn thiện. Tùy vào độ phức tạp của sản phẩm mà quá trình hậu xử lý có thể mất ít hay nhiều thời gian. Trong bài viết dưới đây, mời bạn cùng Uniduc tìm hiểu về cách xử lý bề mặt sản phẩm sau khi in 3D.

I. In 3D là gì?

In 3D là một quá trình phụ gia, theo đó các lớp vật liệu được xây dựng để tạo ra một phần 3D. Điều này ngược lại với quy trình sản xuất trừ đi, trong đó thiết kế cuối cùng được cắt ra từ một khối vật liệu lớn hơn. Kết quả là, in 3D tạo ra ít lãng phí vật liệu hơn.

Máy in 3D sử dụng thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) để tạo ra các đối tượng 3D từ nhiều loại vật liệu khác nhau, như nhựa hoặc bột nóng chảy. Các máy in 3D hoạt động hơi giống với máy in phun 2D truyền thống, sử dụng phương pháp phân lớp để tạo ra đối tượng mong muốn. Chúng bắt đầu từ lớp nền và chồng chất hết lớp này đến lớp khác cho đến khi vật thể trông giống hệt như hình dung.

Những máy in này có tính linh hoạt cao trong những gì có thể được in. Chúng có thể sử dụng nhựa để in các vật liệu cứng như kính râm. Ngoài ra, máy in 3D cũng có thể tạo ra các vật thể linh hoạt như vỏ điện thoại hoặc tay cầm xe đạp bằng cách sử dụng bột nhựa / cao su lai. Một số máy in 3D thậm chí còn có khả năng in bằng sợi carbon và bột kim loại cho các sản phẩm công nghiệp cực kỳ mạnh mẽ.

Máy in 3D có thể đóng một vai trò nào đó trong hầu hết mọi ngành công nghiệp. Chúng không chỉ được sử dụng để tạo mẫu. Nhiều máy in 3D đang được giao nhiệm vụ in thành phẩm. Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, máy in 3D đang được sử dụng để tạo ra các bộ phận để sửa chữa các máy thở bị hỏng cho đợt bùng phát COVID-19. Ngành công nghiệp xây dựng đang thực sự sử dụng phương pháp in tương lai này để in những ngôi nhà hoàn chỉnh. Các trường học trên khắp thế giới đang sử dụng máy in 3D để đưa việc học thực hành vào lớp học bằng cách in ra xương khủng long ba chiều và các mảnh robot. Tính linh hoạt và khả năng thích ứng của công nghệ in 3D khiến nó trở thành công cụ thay đổi cuộc chơi ngay lập tức cho bất kỳ ngành nào.

II. Quy trình in 3D.

Khi việc tạo mô hình và cắt một đối tượng 3D hoàn tất, đã đến lúc máy in 3D cuối cùng tiếp quản. Máy in này thường hoạt động giống như một máy in phun truyền thống trong quy trình in 3D trực tiếp, trong đó một vòi phun di chuyển qua lại trong khi phân phối từng lớp sáp hoặc polymer giống như nhựa, đợi cho lớp đó khô, sau đó thêm cấp độ tiếp theo. Về cơ bản, nó bổ sung hàng trăm hoặc hàng nghìn bản in 2D chồng lên nhau để tạo thành một vật thể ba chiều. Có nhiều loại vật liệu khác nhau mà máy in sử dụng để tái tạo một vật thể theo khả năng tốt nhất của nó. Dưới đây là một số ví dụ:

• Acrylonitrile butadien styren (ABS): Chất liệu nhựa dẻo dễ tạo hình và khó vỡ. Cùng một chất liệu mà LEGO được làm từ.
• Sợi carbon: Sợi carbon được sử dụng để tạo ra các vật thể cần chắc chắn, nhưng cũng cực kỳ nhẹ.
• Sợi dẫn điện: Những vật liệu có thể in này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và có thể được sử dụng để in mạch điện mà không cần đến dây dẫn. Đây là một vật liệu hữu ích cho công nghệ đeo.
• Sợi dẻo: Sợi dẻo tạo ra các bản in có thể uốn cong nhưng vẫn dai. Những vật liệu này có thể được sử dụng để in bất cứ thứ gì từ đồng hồ đeo tay đến vỏ điện thoại.
• Sợi kim loại: Sợi kim loại được làm bằng kim loại nghiền mịn và một loại keo polyme. Chúng có thể có các loại bằng thép, đồng thau, đồng thau và đồng để có được giao diện thực sự của một vật kim loại.
• Sợi gỗ: Những sợi này chứa bột gỗ nghiền mịn trộn với keo polyme. Chúng rõ ràng được sử dụng để in các vật thể trông bằng gỗ, và có thể trông giống như gỗ sáng hơn hoặc sẫm màu hơn tùy thuộc vào nhiệt độ của máy in.

Quá trình in 3D mất từ vài giờ đối với các bản in thực sự đơn giản, như hộp hoặc quả bóng, đến hàng tuần đối với các dự án chi tiết lớn hơn nhiều, như một ngôi nhà có kích thước đầy đủ.

III. Xử lý hậu kỳ trong in 3D là gì?

Các bộ phận được sản xuất bằng công nghệ in 3D thường yêu cầu xử lý sau sản xuất ở một mức độ nào đó. Bước quan trọng này của quá trình in 3D được gọi là xử lý hậu kỳ. Tóm lại, xử lý hậu kỳ trong in 3D đề cập đến bất kỳ quy trình hoặc nhiệm vụ nào cần được thực hiện trên một bộ phận được in, hoặc bất kỳ kỹ thuật nào được sử dụng để nâng cao hơn chất lượng của đối tượng. Đây được xem là một bước hoàn thiện để xử lý và tinh chỉnh các sản phẩm từ máy in 3D. Các tùy chọn cho các bộ phận in 3D sau xử lý bao gồm loại bỏ hỗ trợ hoặc vật liệu thừa, rửa và bảo dưỡng, chà nhám hoặc đánh bóng mô hình để sơn hoặc tô màu.

Quá trình xử lý hậu kỳ có thể tốn kém, đặc biệt là khi nó được thực hiện bằng tay. Xử lý hậu kỳ thủ công tốn nhiều công sức và không thể mở rộng. Nó cũng sẽ trở nên không bền vững trong sản xuất hàng loạt lớn.

Chi phí xử lý hậu kỳ có thể lên tới gần một phần ba chi phí sản xuất của một mô hình in 3D. Ttổng chi phí sản xuất một mô hình có thể là do các chi phí liên quan đến hậu xử lý, trong đó bao gồm cả chi phí hỏng hóc bộ phận.

May mắn thay, nhiệm vụ hoàn thiện các bộ phận in 3D có thể được tự động hóa nên sẽ giúp giảm bớt chi phí.

IV. Các cách xử lý bề mặt sản phẩm sau khi in 3D.

Cách xử lý bề mặt sản phẩm sau khi in 3D bao gồm 5 bước:

• Làm sạch
• Sửa chữa
• Đóng rắn hoặc làm cứng
• Hoàn thiện bề mặt
• Tô màu

Tất cả các bước không hoàn toàn bắt buộc trong mọi dự án. Ngoài ra, hãy lưu ý rằng kỹ thuật xử lý hậu kỳ có thể khác nhau tùy thuộc vào quy trình in được sử dụng để tạo ra mô hình.

1. Làm sạch.

a) Loại bỏ vật liệu hỗ trợ (FDM và Vật liệu Jetting).

Khi in các mô hình có phần nhô ra trên FDM hoặc các công nghệ phun vật liệu khác, cần có các cấu trúc hỗ trợ giữ các tính năng nhô ra.

Các cấu trúc hỗ trợ này có thể được in bằng cùng một chất liệu với chất liệu mà bản thân mô hình được in. Nhưng khi máy cho phép in với nhiều vật liệu, có thể sử dụng vật liệu hỗ trợ đặc biệt. Tuy nhiên, mỗi khi yêu cầu cấu trúc hỗ trợ, sẽ có một số quá trình xử lý hậu kỳ liên quan.

Có hai loại vật liệu hỗ trợ: hòa tan và không hòa tan (thường là vật liệu sau cùng là vật liệu mà mô hình được in).

Vật liệu không hòa tan tương đối mạnh và chỉ có thể được loại bỏ bằng dụng cụ như dao hoặc kìm. Việc này phải được thực hiện cẩn thận và có nguy cơ làm hỏng mô hình hoặc vô tình loại bỏ các tính năng nhỏ.

Khi sử dụng vật liệu hỗ trợ hòa tan, nguy cơ làm hỏng mô hình sẽ thấp hơn. Các cấu trúc hỗ trợ có thể được hòa tan trong nước hoặc với một chất hóa học gọi là Limonene. Ví dụ về vật liệu hòa tan là HIPS (được sử dụng làm giá đỡ với vật liệu ABS) và PVA (được sử dụng làm vật liệu hỗ trợ với vật liệu PLA).

b) Loại bỏ bột (SLS và Powder Bed Fusion).

Các mô hình được in bằng cách sử dụng bột kết hợp (SLS, v.v.) được chế tạo bằng cách sử dụng bột nhựa hoặc kim loại. Phần còn lại của bột có thể bám vào hoặc vẫn còn trong mô hình, ví dụ như trong các lỗ hoặc các rãnh nội bộ phức tạp hơn bên trong mô hình.

Bột thừa có thể được loại bỏ thủ công nhưng các giải pháp tự động đã xuất hiện trên thị trường có thể rung hoặc xoay để loại bỏ bột tiếp cận. Kỹ thuật xử lý sau in 3D này hoạt động giống như một loại máy ly tâm nào đó quay bộ phận theo cả 3 chiều.

c) Giặt (SLA và Photopolymerisation).

Có thể dễ dàng làm sạch các bộ phận được in bằng SLA hoặc phương pháp quang tạo quang khác sau khi in. Các máy giặt xử lý sau được tích hợp liền mạch trong quy trình in đã được bổ sung.

2. Sửa chữa.

Đôi khi cần sửa chữa nhỏ để lấp đầy các lỗ nhỏ hoặc vết nứt hoặc thậm chí để gắn các bộ phận đã được in riêng với nhau.

a) Làm đầy.

Khi chất độn và chất làm cứng được sử dụng để sửa chữa các lỗ hoặc vết nứt không mong muốn trên đối tượng in.

b) Keo và hàn.

Được sử dụng khi các bộ phận được in riêng biệt cần được gắn với nhau. Các bản in ABS có thể được hàn hoặc dán với nhau bằng axeton.

3. Đóng rắn.

Cũng giống như khoai tây chiên, nướng các mô hình sau khi chúng đã được in sẽ tăng cường các đặc tính cơ học (độ giòn) của vật liệu.

Quá trình đóng rắn đã được thêm bằng cách sử dụng tia UV vào quy trình in (SLA và CLIP tương ứng, cả hai quy trình Photopolymerisation). Sau khi mô hình đã được in, các máy đóng rắn đặc biệt sẽ làm nóng mô hình để đưa chi tiết về các đặc tính cơ học tối ưu của nó. Do đó, xử lý khác với các tùy chọn xử lý hậu kỳ khác, nó không chỉ nâng cao các đặc điểm thẩm mỹ mà còn nâng cao chất lượng vật lý của mô hình.

4. Hoàn thiện bề mặt.

Sau khi rửa, làm sạch, loại bỏ hỗ trợ hoặc vật liệu thừa và bảo dưỡng, các quy trình khác nhau có sẵn để làm cho mô hình trông đẹp hơn về mặt thẩm mỹ. Điều này đặc biệt phù hợp khi các mô hình hướng đến thị trường tiêu dùng.

a) Chà nhám.

Có thể loại bỏ các đường lớp hoặc điểm tiếp xúc nơi cấu trúc đỡ được gắn vào mô hình bằng cách chà nhám cẩn thận bề mặt của mô hình, sử dụng giấy nhám có độ sạn khác nhau: từ thấp đến cao để hoàn thiện.

Ngoài việc tốn nhiều công sức, việc chà nhám thủ công có thể tạo ra kết quả không nhất quán. Với đánh bóng tự động, điều này có thể tránh được.

Các đường lớp đặc biệt dễ nhìn thấy trên các mô hình 3D được sản xuất bằng kỹ thuật phân lớp (như FDM).

b) Làm mịn bằng hơi hoặc hóa chất.

Đôi khi hóa chất được sử dụng để làm nhẵn bề mặt mô hình. Hơi phản ứng với lớp ngoài của vật. Các đường lớp được làm tan chảy, để lại một lớp bên ngoài mịn trong khi tạo cho mô hình một vẻ ngoài bóng bẩy.

Đối với các mô hình được in bằng PLA và ABS, axeton thường được sử dụng, hoặc tác nhân hóa học Tetrahydrofuran (THF).

Vấn đề với kỹ thuật này là không thể kiểm soát được: các tính năng nhỏ có thể bị tan chảy mà vẫn còn. Ngoài ra, hơi có thể gây hại khi hít phải. Điều này có thể tránh được bằng cách sử dụng các máy làm sạch bằng hóa chất kín.

5. Tô màu.

Trong một số trường hợp, mô hình 3D có thể được in bằng vật liệu màu và có thể thực hiện in nhiều vật liệu (nhiều) bản in màu. Nhưng người ta cũng có thể chọn màu trong giai đoạn xử lý hậu kỳ.

Các phần cần tô màu lý tưởng sẽ được in bằng vật liệu trắng. Trước khi mô hình được sơn một lớp sơn lót thường được áp dụng. Việc sơn có thể được thực hiện thủ công bằng cọ hoặc súng phun sơn. Có máy tự động phun các bộ phận.

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !

Hotline / Zalo: 0903 666 014

Website: https://uniduc.com/vi

-------------////--------------------------------------------////------------

HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.