Máy in Các phương pháp in 3D

Sử dụng trong công nghiệp

Tính đến tháng 10 năm 2012, các hệ thống sản xuất đắp dần trên thị trường dao động từ $ 2,000 đến $ 500,000 và đã được sử dụng trong các ngành công nghiệp bao gồm hàng không vũ trụ, kiến trúc, ô tô, quốc phòng, y tế, và trong nhiều lĩnh vực khác. Ví dụ, General Electric sử dụng mô hình cao cấp để xây dựng các bộ phận của tuabin.[32] Nhiều hệ thống trong số các hệ thống này được sử dụng để tạo mẫu nhanh, trước khi các phương pháp sản xuất hàng loạt được sử dụng.

Giáo dục đại học đã chứng tỏ là khách hàng chủ yếu của máy in 3D để bàn và chuyên nghiệp mà các chuyên gia công nghiệp nói chung xem như một chỉ báo tích cực.[33] Lượng đơn hàng mua máy in 3D để bàn đáng kể từ K-12 và đại học giúp duy trì một thị trường máy in 3D để bàn đã có vấn đề trong 2015-2016,[34] trong khi các trường đại học đang lấp đầy khoảng cách tài năng hiện tại được kỳ vọng sẽ thúc đẩy ngành công nghiệp này trong những năm tới.[35] Thư viện trên thế giới cũng đã trở thành địa điểm để máy in 3D nhỏ để tiếp cận vì mục đích giáo dục và cộng đồng.[36]

Sử dụng trong tiêu dùng

RepRap phiên bản 2.0 (Mendel)Tất cả các bộ phận bằng nhựa cho máy bên phải được sản xuất bởi máy ở bên trái. Adrian Bowyer (trái) và Vik Olliver (bên phải) là thành viên của dự án RepRap.

Một số dự án và các công ty đang nỗ lực để phát triển máy in 3D giá cả phải chăng để sử dụng để bàn  ở nhà. Phần lớn công việc này đã được thúc đẩy và nhắm vào cộng đồng DIY / maker / người đam mê / cộng đồng phát triển ban đầu, có quan hệ bổ sung cho các cộng đồng học tập và hacker.[37]

Dự án RepRap là một trong những dự án hoạt động dài nhất trong lĩnh vực máy để bàn. Dự án RepRap nhằm mục đích tạo ra một máy in 3D phần cứng miễn phí và mã nguồn mở (FOSH), có đầy đủ các đặc tính được phát hành theo Giấy phép Công cộng GNU, có khả năng tự tái tạo bằng cách in nhiều bộ phận (nhựa) riêng của mình để tạo ra nhiều máy hơn.[38][39] RepRaps đã cho thấy là có thể in bảng mạch[40] và các chi tiết kim loại.[41][42] Máy in 3D phổ biến nhất trên thế giới là Prusa i3, một máy in RepRap.[43][44]

Vì mục tiêu của FOSH của RepRap, nhiều dự án liên quan đã sử dụng thiết kế của họ để tạo cảm hứng, tạo ra một hệ sinh thái của máy in 3D liên quan hoặc phái sinh, hầu hết trong số đó cũng là thiết kế nguồn mở. Tính khả dụng của các thiết kế nguồn mở này có nghĩa là các biến thể của máy in 3D dễ phát minh. Tuy nhiên, chất lượng và độ phức tạp của thiết kế máy in, cũng như chất lượng của bộ kit hay sản phẩm cuối cùng, thay đổi rất nhiều từ dự án này đến dự án khác. Sự phát triển nhanh chóng của các máy in 3D nguồn mở đang thu hút sự chú ý trong nhiều lĩnh vực vì nó cho phép siêu tùy biến và sử dụng các thiết kế phạm vi công cộng để chế tạo công nghệ thích hợp nguồn mở. Công nghệ này cũng có thể hỗ trợ các sáng kiến phát triển bền vững vì công nghệ dễ dàng và kinh tế từ nguồn lực sẵn có cho cộng đồng địa phương.[45][46]

Chi phí của máy in 3D đã giảm đáng kể kể từ khoảng năm 2010, với các máy từng có chi phí tới  20.000 đô la giờ chỉ còn dưới 1.000 đô la. Ví dụ, năm 2013, một số công ty và cá nhân đang bán các bộ phận để xây dựng các thiết kế RepRap khác nhau, với giá khởi điểm vào khoảng 400 € / 500 €. Dự án mã nguồn mở Fab@Home đã phát triển máy in để sử dụng chung với bất cứ thứ gì có thể được phun qua vòi phun, từ sô cô la đến chất chống thấm silicone và các chất phản ứng hóa học. Máy in theo thiết kế của dự án đã có sẵn từ các nhà cung cấp trong bộ dụng cụ hoặc ở dạng lắp ráp sẵn từ năm 2012 với giá trong phạm vi US $ 2000. Một số máy in 3D mới nhắm vào thị trường nhỏ, rẻ tiền bao gồm mUVe3D và Lumifold. Rapide 3D đã thiết kế một máy in 3D chuyên nghiệp với mức chi phí $ 1499, không có khói cũng như bị rattle liên tục trong quá trình sử dụng. 3Doodler, "bút in 3D", đã gây quỹ 2,3 triệu đô la trên Kickstarter với các cây bút bán với giá 99 đô la, mặc dù 3D Doodler đã bị chỉ trích vì trở thành một bút thủ công hơn là một máy in 3D.

Khi chi phí của máy in 3D đã giảm, họ đang trở nên hấp dẫn hơn về mặt tài chính để sử dụng để tự sản xuất các sản phẩm cá nhân.[47] Ngoài ra, các sản phẩm in 3D tại nhà có thể làm giảm tác động môi trường của sản xuất bằng cách giảm tác động sử dụng và phân phối vật liệu.[48]

Ngoài ra, một số RecycleBots như Filastruder thương mại hóa đã được thiết kế và chế tạo để chuyển đổi nhựa thải, chẳng hạn như hộp đựng dầu gội và bình sữa, thành sợi nhựa để in 3D RepRap rẻ tiền.[49] Có một số bằng chứng cho thấy sử dụng phương pháp tái chế phân tán này tốt hơn cho môi trường.[50]

Sự phát triển và siêu tùy biến của các máy in 3D dựa trên RepRap đã tạo ra một loại máy in mới phù hợp cho các doanh nghiệp nhỏ và người tiêu dùng sử dụng. Các nhà sản xuất như Solidoodle,[32] Robo 3D, RepRapProPirx 3D đã giới thiệu các mô hình và bộ dụng cụ có giá dưới 1.000 đô la, ít hơn hàng nghìn đô la so với thời điểm tháng 9 năm 2012.[32] Tùy thuộc vào ứng dụng, độ phân giải in và tốc độ sản xuất nằm ở đâu đó giữa máy in cá nhân và máy in công nghiệp. Danh sách các máy in có giá cả và thông tin khác được duy trì.[51] Hầu hết các robot delta gần đây, như TripodMaker, đã được sử dụng để in 3D để tăng tốc độ chế tạo.[52] Đối với máy in 3D delta, do chuyển động hình học và sự khác biệt của nó, độ chính xác của bản in phụ thuộc vào vị trí của đầu máy in.[53]

Một số công ty cũng đang cung cấp phần mềm cho in 3D, như một sự hỗ trợ cho phần cứng do các công ty khác sản xuất.[54]

Máy in 3D lớn

Máy in 3D lớn đã được phát triển cho công nghiệp, giáo dục, và sử dụng trình diễn. Một máy in 3D khổ lớn được xây dựng vào năm 2014 bởi SeeMeCNC. Máy in có khả năng tạo ra vật thể có đường kính lên tới 4 foot (1,2 m) và cao tới 10 foot (3,0 m). Nó cũng sử dụng viên nhựa làm nguyên liệu thay vì sợi nhựa thông thường được sử dụng trong các máy in 3D khác.[55]

BigRep One.1 với khối lượng 1 m³.

Một loại máy in lớn khác là Big Area Additive Manufacturing (BAAM). Mục đích là để phát triển các máy in có thể tạo ra một vật thể lớn ở tốc độ cao. Một máy BAAM của Cincinnati Incorporated có thể sản xuất một đối tượng ở tốc độ nhanh hơn 200 đến 500 lần so với máy in 3D điển hình có trên thị trường vào năm 2014. Một máy BAAM khác đang được phát triển bởi Lockheed Martin với mục đích in các vật dài lên đến 100 foot (30 m) được sử dụng trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ.[56]

Xem thêm In 3D xây dựng.

In 3D vi mô và siêu nhỏ

Phương pháp chế tạo thiết bị vi điện tử có thể được sử dụng để thực hiện in 3D đối tượng có kích thước nano. Các đối tượng in như vậy thường được trồng trên một chất nền rắn, ví dụ: lát bán dẫn silic, mà chúng dính chặt sau khi in vì chúng quá nhỏ và mỏng manh để được thao tác sau xây dựng.

Trong một kỹ thuật, cấu trúc nano 3D có thể được in bằng cách di chuyển một mặt nạ stencil động trong quá trình lắng đọng vật liệu, tương tự như phương pháp đùn của máy in 3D truyền thống. Các cấu trúc nano có chiều cao lập trình với độ phân giải nhỏ đến 10 nm đã được tạo ra bằng kiểu này, bằng cách lắng đọng hơi vật lý kim loại. Mặt nạ stencil được điều khiển bằng thiết bị truyền động cơ học có một lỗ nano được nghiền trong màng silicon nitrit.[57]Một phương pháp khác giúp tăng cường quá trình quang trùng hợp trên một quy mô nhỏ hơn nhiều, sử dụng các laser tập trung tinh chỉnh được điều khiển bởi các gương điều chỉnh được. Phương pháp này đã tạo ra các đối tượng có độ phân giải tính năng 100 nm.[58] Các dây đồng dài 1mm rộng  cỡ micromet cũng được in bằng laser.[59]

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Các phương pháp in 3D http://amt.tuwien.ac.at/projekte/micro_printer http://www.3dprinterworld.com/article/hoosier-dadd... http://www.3dprinterworld.com/article/matterhacker... http://www.americantradejournal.com/stratasys-ltd-... http://www.economist.com/theworldin/displaystory.c... //edwardbetts.com/find_link?q=C%C3%A1c_ph%C6%B0%C6... http://www.eetimes.com/design/industrial-control/4... http://www.eetimes.com/news/semi/showArticle.jhtml... http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX= http://www.fluorotherm.com/ptfe-tubing-benefits-ap...