Mô hình 3D là một hướng rất phổ biến, đang phát triển và đa nhiệm trong ngành công nghiệp máy tính ngày nay. Việc tạo ra các mô hình ảo của một thứ gì đó đã trở thành một phần không thể thiếu trong nền sản xuất hiện đại.
Các công nghệ hiện đại không đứng yên và các mặt hàng mới được phát minh mỗi ngày trong các lĩnh vực khoa học khác nhau. Một trong những bí quyết đó là máy in 3D. Việc phát minh ra thiết bị này giúp chúng ta có thể tạo ra các mô hình 3D độc đáo, việc sử dụng chúng có thể thực hiện được trong bất kỳ ngành nào, từ xây dựng đến y học.
Lịch sử của máy in 3D và nó là gì?
Trên thực tế, máy in 3D công nghiệp đã xuất hiện từ rất lâu, nhưng sự tồn tại của chúng không được quảng cáo nhiều cho người dân phổ thông. Mô hình 3D đầu tiên xuất hiện vào năm 1985. Máy in hoạt động nhẹ và được in đen trắng. Ngay từ năm 1988, việc sản xuất các mô hình màu đã bắt đầu. Hiện tại, có rất nhiều mô hình hoạt động trên nhiều loại vật liệu. Trở lại năm 2000, máy in 3D chỉ có thể hoạt động với nhựa ABC. Và ngày nay phạm vi vật liệu đã mở rộng đến vài trăm vật liệu. Chúng bao gồm: acrylic, bê tông, hydrogel, giấy, thạch cao, băng, v.v.
Vào năm 2005, một mô hình máy in đã xuất hiện, cho phép tạo ra các mô hình màu. Thiết bị này có thể in hầu hết các thành phần của mô hình. Năm 2014, chiếc máy in đầu tiên có vùng in khổng lồ đã xuất hiện. Sự phát triển này cho phép tạo ra các mô hình với kích thước không giới hạn. Đã có một nỗ lực để in một ngôi nhà bê tông với kích thước đầy đủ của nó.
Không mất quá một ngày để dựng lên một cấu trúc như vậy. Vào năm 2016, tòa nhà in 3D đầu tiên đã được giới thiệu tại Dubai. Tháng 2/2017, Nga cũng trình làng ngôi nhà được in hoàn toàn tại công trường. Năm nay, một máy in sáu trục cũng đã được phát triển, nhờ đó các yếu tố phức tạp sẽ dễ in hơn nhiều mà không cần các cấu trúc hỗ trợ. Hiện tại, sự phát triển của máy in có thể in các bộ phận cơ thể người, bộ phận giả, cấy ghép, thân xe và thậm chí cả thực phẩm đang diễn ra mạnh mẽ.
Vậy máy in 3D là gì và nó thực hiện những chức năng gì?
Máy in 3D là một thiết bị đặc biệt để tạo ra các mô hình ba chiều. Với máy này, bạn có thể tạo ra các mô hình ba chiều với nhiều kích cỡ khác nhau. Do đầu ra của thông tin ở dạng ba chiều, tất cả các đối tượng thu được đều có các thông số vật lý thực.
Máy in 3D hoạt động như thế nào và các mô hình 3D thực được tạo ra như thế nào?
Nếu chúng ta mô tả công việc của một máy in 3D một cách chung chung, thì có một số giai đoạn chính trong công việc của nó:
- Tạo mô hình 3D trong chương trình đồ họa. Ở giai đoạn này, mô hình được tạo trên máy tính bằng cách sử dụng các mẫu ảo đặc biệt.
- Chia mô hình thành các lớp.
- Giai đoạn tiếp theo liên quan đến hoạt động của chính máy in. Nó tạo thành một khối của một lớp bột đặc biệt từng lớp, được sử dụng để hình thành thêm mô hình. Một khoang đặc biệt được tạo ra, chứa đầy vật liệu nhựa.
- Sau mỗi lớp, vật liệu được bôi trơn bằng một lớp kết dính, tạo độ bền cho mô hình trong tương lai.
Các loại mô hình 3D
Trong lĩnh vực này, các công nghệ hiện đại đang phát triển theo một số hướng:
- công nghệ lập thể, được viết tắt là STL. Một định dạng tệp được sử dụng rộng rãi để lưu trữ các mô hình ba chiều của các đối tượng để sử dụng trong các công nghệ phụ gia.
- các phương pháp ứng dụng nhựa nhiệt dẻo - FDM. Mô hình hóa các mô hình sử dụng chất liệu lắng đọng từng lớp.
- thiêu kết laser - SLS. Công nghệ (SLS) liên quan đến việc sử dụng một hoặc nhiều tia laser (thường là carbon dioxide) để thiêu kết các hạt vật liệu dạng bột để tạo thành một vật thể vật lý ba chiều.
Ngày nay, phương pháp lắng đọng từng lớp là phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Những ưu điểm chính của phương pháp này là:
- sử dụng vật liệu chất lượng cao và rẻ tiền;
- kỹ thuật vận hành đơn giản;
- thân thiện với môi trường của các vật liệu được sử dụng.
Laser lập thể
Đây là loại mô hình 3D được sử dụng rộng rãi trong phục hình nha khoa. Một đặc điểm khác biệt của loại hình in ấn này là sản xuất các đồ vật chất lượng cao. Kết quả như vậy đạt được là nhờ vào việc sử dụng thiết bị hoạt động trong lưới kích thước, được tính bằng đơn vị micromet.
Làm thế nào để thiết bị đó hoạt động?
Phần chức năng của thiết bị này dựa trên máy chiếu tia cực tím LED. Bên trong những chiếc máy in 3D này là những tấm gương tinh tế cung cấp độ lệch chính xác của các chùm tia. do điều này xảy ra, không phải tuần tự, nhưng sự phơi bày hoàn toàn của các lớp đường viền.
Thiêu kết bằng laze
Công nghệ thiêu kết bằng laser, hoặc công nghệ SLS, là một loại mô hình laser khác. Để hoạt động, các thiết bị như vậy sử dụng nhựa nóng chảy thấp. Cơ sở của sự phát triển độc đáo là một tia laser mạnh mẽ quét các đường viền trên đế nhựa, làm nóng chảy vật liệu. Quá trình này được lặp lại cho đến khi có được một mô hình hoàn chỉnh. một nhược điểm đáng kể của quá trình thiêu kết bằng laser là độ xốp của các mô hình kết quả. tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến sức mạnh theo bất kỳ cách nào. người ta tin rằng các mô hình thu được bằng phương pháp này là bền nhất. Việc lắp đặt cho quá trình thiêu kết bằng laser có chi phí khá cao và quá trình hình thành mô hình cần một thời gian dài.
Vật liệu nào được sử dụng để tạo mô hình 3D?
Như đã đề cập, vật liệu chính được sử dụng trong máy in 3D là nhựa nhiệt dẻo. Nó có hai định dạng: ABS và PLA. Ngoài ra, các vật liệu như nylon, polyethylene, polycarbonate và các loại vật liệu khác được sử dụng trong công nghiệp đã trở nên phổ biến.
Nhiều máy in 3D liên quan đến việc trộn một số loại vật liệu, kết hợp các đặc tính vật lý và hóa học của chúng.
Việc lắp đặt sử dụng kim loại cho công việc của chúng phức tạp hơn trong cấu trúc của chúng. Sự khác biệt về công nghệ nằm ở các chức năng của đầu in, hoạt động dựa trên chương trình máy tính. Với sự trợ giúp của nó, một khối chất kết dính liên kết được áp dụng vào những vị trí mà chương trình máy tính trỏ đến. Tiếp theo, người đứng đầu phủ một lớp mỏng bột kim loại lên toàn bộ khu vực làm việc. Nghĩa là, kim loại không nóng chảy, như trường hợp của chất dẻo, mà được áp dụng và dán lại với nhau thành từng lớp dưới dạng các hạt nhỏ nhất.
Sự thật thú vị về máy in 3D
- In 3D không chỉ được sử dụng trong công nghiệp, nó được sử dụng rộng rãi trong y học, nấu ăn và thậm chí cả không gian.
- Mỗi năm giá máy in 3D trở nên thấp hơn và phải chăng hơn. Công nghệ này sẽ sớm được cung cấp cho hầu hết tất cả mọi người.
- Mô hình 3D đầu tiên được tạo ra vào năm 1984. Nó được Chuck Hill thu được là kết quả của kỹ thuật lập thể.
- Cách đây không lâu, các cơ quan nhân tạo đã được tạo ra bằng máy in 3D. Tai giả là những mô hình đầu tiên.
- Trong tương lai gần, các nhà khoa học sẽ in mô hình người đầu tiên.
- Mô hình 3D sẽ giúp giảm chi phí sản xuất, do đó việc sản xuất tại nhà máy sẽ sớm trở nên thua lỗ.
- Công nghệ 3D đã được sử dụng trong kỹ thuật điện ảnh từ rất lâu để tạo ra các mô hình thực tế.
- Các nhà khoa học gợi ý rằng với sự trợ giúp của mô hình 3D, robot có thể được tạo ra thay cho con người khám phá không gian.
- Các mô hình 3D của trang phục đã được trình chiếu với thế giới. Người mẫu Dita Von Teese trở thành ngôi sao đầu tiên mặc váy in 3D.
