In 3D mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM) là gì ?

Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM) , còn được gọi là Chế tạo dây tóc hợp nhất (FFF), là một phương pháp in 3D mang tính cách mạng bao gồm việc xây dựng các vật thể theo từng lớp bằng vật liệu nhựa nhiệt dẻo. Quá trình này đã định hình lại hoạt động sản xuất bằng cách cho phép các thiết kế phức tạp và hình học phức tạp, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên trong các ngành công nghiệp. Bài viết này đi sâu vào sự phức tạp của in 3D FDM, từ hoạt động cơ bản đến vật liệu được sử dụng, ưu điểm, nhược điểm và thậm chí bao gồm các mẹo hàng đầu được cung cấp bởi JLCPCB.

In 3D FDM hoạt động như thế nào?

In 3D FDM bắt đầu bằng mô hình 3D kỹ thuật số được tạo bằng phần mềm Thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD). Sau đó, mô hình được cắt thành nhiều lớp ngang bằng phần mềm cắt, tạo ra một bộ hướng dẫn ở định dạng mã G. Mã G này đóng vai trò là lộ trình cho máy in 3D, chỉ ra các thông số chuyển động và đùn của nó.

Một cuộn dây tóc nhựa nhiệt dẻo, thường được làm bằng vật liệu như PLA hoặc ABS, được nạp vào máy in. Dây tóc được dẫn qua một vòi đùn được gia nhiệt, tại đây nó được nấu chảy thành trạng thái bán lỏng. Kiểm soát nhiệt độ chính xác đảm bảo dây tóc vẫn ở dạng nóng chảy trong quá trình ép đùn. Sau đó, máy in đi theo đường dẫn do mã G chỉ định, đặt từng lớp vật liệu một cách tỉ mỉ lên nền tảng xây dựng. Khi mỗi lớp nguội đi và đông đặc lại, nó hợp nhất với các lớp bên dưới, dần dần tạo nên vật thể ba chiều cuối cùng.

Vật liệu được sử dụng để in FDM

In FDM hỗ trợ nhiều loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo, mỗi loại có những đặc điểm riêng phù hợp cho các ứng dụng cụ thể:

PLA (Axit Polylactic): Được biết đến vì dễ sử dụng, PLA có khả năng phân hủy sinh học và tuyệt vời để tạo mẫu và in thẩm mỹ.

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene): Nổi tiếng về độ bền, nhựa ABS thường được sử dụng cho các bộ phận chức năng và đồ vật yêu cầu khả năng chống va đập.

PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol): Kết hợp những ưu điểm tốt nhất của PLA và ABS, PETG mang lại sức mạnh, tính linh hoạt và khả năng in.

Nylon: Với độ bền và độ dẻo dai cao, nylon rất lý tưởng để sản xuất các bộ phận chức năng và cơ khí.

TPU (Thermoplastic Polyurethane): Tính linh hoạt và đàn hồi của TPU khiến nó phù hợp để sản xuất các mặt hàng như vỏ điện thoại và phụ kiện đeo được.

Ưu điểm của in 3D FDM

1.   Hiệu quả về chi phí: FDM loại bỏ nhu cầu sử dụng khuôn phức tạp, giảm chi phí sản xuất.

2.   Tốc độ và hiệu quả: Nguyên mẫu và sản phẩm có thể được sản xuất nhanh chóng so với các phương pháp truyền thống.

3.   Chất liệu đa dạng: FDM chứa nhiều loại nhựa nhiệt dẻo khác nhau, cho phép linh hoạt trong thiết kế và ứng dụng.

4.   Tùy chỉnh: Có thể dễ dàng kết hợp các thiết kế phức tạp và sửa đổi được cá nhân hóa.

5.   Thân thiện với người dùng: Máy in FDM có thể truy cập được đối với người mới bắt đầu cũng như các chuyên gia do hoạt động trực quan của chúng.

Nhược điểm của in 3D FDM

1.   Các đường lớp có thể nhìn thấy: Các bản in hoàn thiện có thể hiển thị các đường lớp đáng chú ý, ảnh hưởng đến độ mịn bề mặt.

2.   Sự thay đổi độ bền vật liệu: Các đặc tính cơ học của các bộ phận FDM có thể không khớp với đặc tính cơ học của các vật thể được sản xuất thông thường.

3.   Độ chính xác về kích thước: Các vật thể có thể hơi lệch so với kích thước dự định do các yếu tố như độ co của vật liệu.

Hướng dẫn thiết kế cho FDM