In 3D kim loại tại 3D Print Way với công nghệ SLM hiện đại và có thêm 5 lợi ích như: sáng tạo, chất lượng, chuyên nghiệp, tận tâm, đa dạng
In 3D Kim Loại là gì?
In 3D kim loại là công nghệ sản xuất tiên tiến cho phép tạo ra các chi tiết và sản phẩm kim loại phức tạp bằng cách xây dựng từng lớp vật liệu. Công nghệ này đang cách mạng hóa nhiều ngành công nghiệp từ hàng không vũ trụ, y tế đến sản xuất ô tô.
In 3D kim loại nên sử dụng khi nào?
Có 6 trường hợp tiêu biểu sử dụng in 3D kim loại:
Thiết kế có độ phức tạp cao: tạo ra các chi tiết rỗng, lồng vào nhau hoặc chi tiết hình học phức tạp mà phương pháp truyền thống không thay thế được.
Sản xuất lượng nhỏ, thử nghiệm: thử được nhiều ý tưởng thiết kế khác nhau mà không tốn chi phí làm khuôn, không cần số lượng lớn.
Khối lượng nhẹ nhưng vẫn chắc chắn: giúp tối ưu cấu trúc thiết kế nhằm giảm trọng lượng nhưng vẫn đảm bảo sức bền tốt, thường dùng cho ngành hàng không, ô tô.
Hợp nhất chi tiết: kết hợp nhiều bộ phận khác nhau thành một chi tiết tổng thể duy nhất, từ đó giúp hạn chế công lắp ráp và lỗi sai không đáng có.
Phục hồi chi tiết hỏng: các bộ phận kim loại đắt tiền có cơ hội được tái tạo lại, kéo dài tuổi thọ cho sản phẩm.
In khi cần thiết: các thiết kế số được lưu trữ và chỉ sản xuất khi có nhu cầu, giúp tiết kiệm chuỗi cung ứng cũng như khu vực kho bãi để hàng.
Ưu điểm của in 3D kim loại
5 ưu điểm nổi bật của in 3D kim loại là:
Tự do khi thiết kế: in 3D cho phép người dùng tạo ra các chi tiết phức tạp mà những cách làm truyền thống khó thực hiện được. Bao gồm cấu trúc rỗng, các chi tiết lồng vào nhau cho đến việc tích hợp nhiều bộ phận nhỏ thành một chi tiết duy nhất.
Giảm vật liệu: Công nghệ in kim loại hiện đại (DED, PBF) giúp tiết kiệm vật liệu kim loại cần phải sử dụng, từ đó tối ưu được chi phí mà vẫn đảm bảo chất lượng bền đẹp của sản phẩm.
Rút ngắn thời gian phát triển: sản xuất trực tiếp chi tiết hoàn thiện không cần sử dụng khuôn hay các công cụ phức tạp, từ đó giúp thúc đẩy tiến độ thực hiện từ thiết kế đến thành phẩm nhanh chóng hơn.
Sửa chữa và tái chế: DED là phương pháp đặc biệt hiệu quả để phục hồi các chi tiết giá trị cao, kéo dài tuổi thọ cho sản phẩm và tránh lãng phí vật liệu.
Tùy biến theo nhu cầu: thường dùng cho sản xuất đơn hàng với số lượng ít hoặc các bộ phận chuyên dụng, đáp ứng yêu cầu tùy chỉnh cũng như độ linh hoạt cao.
Các công nghệ in 3D kim loại phổ biến hiện nay
3 công nghệ in 3D kim loại phổ biến hiện nay là:
1. In 3D kim loại SLM
SLM (còn gọi là LPBF hoặc DMLS) là công nghệ in 3D kim loại dùng laser công suất cao để nung chảy từng lớp bột kim loại mỏng, tạo thành chi tiết theo mô hình số. Công nghệ này hoạt động với lớp bột dày khoảng 20 - 60 micromet, kích thước hạt bột 15 - 45 micromet và sử dụng khí trơ như Argon hoặc Nitrogen để ổn định môi trường in. Đồng thời tránh oxy hóa, giúp đảm bảo độ chính xác và chất lượng bề mặt.SLM có độ chính xác cao, tạo được hình học phức tạp, bề mặt tốt và phù hợp với nhiều hợp kim khó như Inconel, Ti - 6Al - 4V, thép không gỉ hay nhôm. Đồng thời cũng cho phép tích hợp nhiều chi tiết thành một, giảm lắp ráp. Tuy nhiên, công nghệ này có tốc độ in chậm, chi phí máy và vật liệu cao, thường cần hậu xử lý như stress relief, HIP hoặc gia công bề mặt để đạt cơ tính tối ưu.
2. In 3D kim loại DED
DED là công nghệ in 3D kim loại dùng laser, electron beam hay hồ quang để nung chảy vật liệu bột hoặc dây. Phương pháp này phù hợp cho sửa chữa chi tiết và tạo các chi tiết lớn, phức tạp mà các công nghệ khác khó thực hiện.DED có tốc độ in nhanh, ít giới hạn về kích thước và rất hiệu quả trong sửa chữa, phục hồi chi tiết hoặc đắp thêm vật liệu cục bộ, giúp tiết kiệm thời gian và vật liệu. Tuy nhiên, công nghệ này có độ hoàn thiện bề mặt và độ chính xác thấp hơn SLM, thường cần gia công cơ và xử lý nhiệt để đạt chất lượng cuối cùng.
3. In 3D kim loại EBM
EBM (Electron Beam Melting) là công nghệ in 3D kim loại dùng chùm tia electron để nung chảy bột kim loại và tạo chi tiết có độ bền, độ chính xác cao. Khác với SLS dùng laser CO2 và in được polymer, EBM chỉ hoạt động với vật liệu kim loại dẫn điện, đặc biệt là hợp kim titan, nhờ cơ chế chùm electron tương tác với điện tích của hạt bột để làm nóng chảy và kết dính từng lớp.
Nguyên lý hoạt động và quy trình của in 3D kim loại
Nguyên lý hoạt động của in 3D kim loại (Metal 3D Printing) chủ yếu dựa trên các công nghệ như SLM (Selective Laser Melting), DMLS (Direct Metal Laser Sintering), hay EBM (Electron Beam Melting). Các công nghệ này đều hoạt động theo cách từng lớp vật liệu kim loại được nung chảy để tạo ra chi tiết 3D từ file thiết kế số. Quy trình hoạt động cơ bản như sau:
1. Chuẩn bị môi trường in 3D kim loại
Bước đầu tiên, nhiệt độ trong buồng in sẽ được làm nóng lên đến mức độ thích hợp, sau đó được bơm đầy khí trơ vào để ngăn chặn sự oxy hóa xảy ra ở bột kim loại (khí Argon).
2. Tạo từng lớp in chi tiết
Lớp bột kim loại mỏng được trải đều trên bàn in.
Tia laser công suất cao quét theo mặt cắt của mô hình 3D, giúp nung chảy các hạt kim loại ra, tạo thành lớp chi tiết đặc.
3. Lặp lại các lớp in 3D
Bàn in được hạ xuống bằng độ dày của một lớp bột sau khi đã quét xong.
Hệ thống phủ thêm lớp bột kim loại mới và lặp lại quá trình cho đến khi hoàn thiện chi tiết.
4. Xử lý sau in
Chi tiết in vẫn nằm trong khối bột, còn lượng bột dư sẽ được loại bỏ đi.
Gia công thêm các cấu trúc hỗ trợ giúp chống biến dạng do nhiệt độ cao gây ra khi in. Cấu trúc này thường cũng được làm cùng vật liệu với chi tiết đó.
Khi buồng in nguội, các chi tiết có thể được gia nhiệt để giải phóng ứng suất dư.
Các cấu trúc hỗ trợ được cắt ra theo phương pháp EDM hoặc cơ khí, chi tiết hoàn thiện đã sẵn sàng để sử dụng hoặc gia công thêm tùy từng mục đích sử dụng khác nhau.
Vật liệu kim loại dùng trong in 3D
5 vật liệu cơ bản thường dùng trong in 3D:
1. Thép
Thép là vật liệu có ưu điểm về độ bền cao, giá cả hợp lý, dễ gia công, nhiều loại vật liệu, khả năng chống ăn mòn tốt. Tuy nhiên, lại rất dễ oxy hóa, rỉ sét, độ dẻo dai kém hơn so với một số kim loại khác. Người ta thường ứng dụng vật liệu này để in 3D cho các chi tiết máy móc ngành hàng không - vũ trụ, ô tô, y tế, chế tạo máy công nghiệp,...
2. Siêu hợp kim
Siêu hợp kim có độ bền vượt trội, chịu nhiệt và môi trường khắc nghiệt rất tốt. Đồng thời vật liệu này cũng chống ăn mòn và oxy hóa hiệu quả. Tuy nhiên, chúng có giá thành cao hơn thép và khó gia công hơn. Nhờ các đặc tính ưu việt, siêu hợp kim được ứng dụng trong động cơ máy bay, tuabin khí, tên lửa và các ngành đòi hỏi khả năng chịu nhiệt, chịu lực đặc biệt khác.
3. Titan
Titan nổi bật với ưu điểm về độ bền cao, trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn và tương thích sinh học khá tốt. Tuy nhiên nhược điểm là giá thành lại cao và khó gia công hơn thép. Titan được ứng dụng rộng rãi trong các ngành y tế (implant, khớp nhân tạo), hàng không vũ trụ và lĩnh vực thể thao như xe đạp hay gậy golf.
4. Nhôm
So với các kim loại khác thì nhôm là vật liệu có trọng lượng khá nhẹ, dễ gia công, chống ăn mòn tốt và giá hợp lý. Nhưng mặt khác, nhôm không được đánh giá cao về độ bền, vì nó kém hơn thép và titan. Nhôm được ứng dụng rộng rãi trong hàng không, ô tô, đóng tàu và xây dựng,...
5. Đồng
Đồng có ưu điểm dẫn điện và dẫn nhiệt rất tốt. Đồng thời cũng dễ gia công và dễ tái chế, nhưng độ bền thấp hơn thép với titan. Vì vậy, đồng thường được sử dụng trong các lĩnh vực điện t, làm dây dẫn, linh kiện điện tử, loa, âm ly và các hệ thống trao đổi nhiệt khác,...
In 3D kim loại được ứng dụng ở đâu?
In 3D kim loại thường được ứng dụng ở đa ngành nghề, đa lĩnh vực, tiêu biểu như:
Chi tiết ở tuabin và cánh quạt: In hoặc sửa chữa cánh turbine khí, bơm công nghiệp bằng hợp kim siêu chịu nhiệt, giúp duy trì hiệu suất cao và giảm chi phí thay thế toàn bộ cụm.
Implant y tế: tạo nẹp xương, khớp háng, implant nha khoa chất liệu titanium cho từng người bệnh khác nhau theo chỉ số CT / MRI, đảm bảo tương thích sinh học cao và rút ngắn thời gian phẫu thuật.
Ống dẫn và manifold: in manifold nhiều kênh rỗng phức tạp, tối ưu dòng chảy, giảm mối hàn và nguy cơ rò rỉ, vượt trội hơn so với CNC.
Van, vòi phun và nozzle: in nozzle chịu nhiệt, chống mài mòn với thiết kế kênh rỗng phức tạp, nâng cao hiệu quả phun và tuổi thọ cho ngành dầu khí, năng lượng.
Dụng cụ phẫu thuật: in kẹp, dao mổ, khay bằng thép không gỉ dành cho ngành y tế với thiết kế tùy chỉnh giúp thao tác thuận tiện và dễ tiệt trùng.
Phụ kiện trang sức cao cấp: in nhẫn, vòng, phụ kiện chất liệu vàng, bạc hoặc thép không gỉ với hoa văn tinh xảo và phức tạp.
Dịch vụ in 3D kim loại theo yêu cầu tại 3D Print Way
3D Print Way là công ty cung cấp dịch vụ in 3D theo yêu cầu, đã có hơn 6 năm kinh nghiệm. Chúng tôi cung cấp giải pháp in 3D đa dạng, được thiết kế để phục vụ nhu cầu của các ngành công nghiệp, quà tặng,... Bao gồm: in 3D kim loại (SLM), in 3D nhựa resin (SLA), in 3D sợi nhựa (FDM), với công nghệ hiện đại, ứng dụng thực tế hiệu quả trong sản xuất và chế tạo.
Lợi ích khi chọn in 3D tại 3D Print Way
5 lợi ích khách hàng được nhận khi chọn in 3D tại 3D Print Way:
1. Sáng tạo không giới hạn
Khách hàng có thể hiện thực hóa mọi ý tưởng, từ những chi tiết đơn giản đến những thiết kế phức tạp, mà không bị hạn chế về hình dạng hay cấu trúc sản phẩm. 3D Print Way sẽ cho ra đời những sản phẩm chất lượng như ý muốn của khách hàng.
2. Công nghệ và chất lượng hàng đầu
3D Print Way sử dụng các công nghệ in 3D tiên tiến như SLM, SLA, FDM,... Kết hợp cùng quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, đảm bảo sản phẩm chính xác và có độ bền cao.
3. Quy trình làm việc chuyên nghiệp, minh bạch
Quy trình làm việc tại 3D Print Way được sắp xếp khoa học và logic. Từ tư vấn, thiết kế, sản xuất đến giao hàng đều được quản lý đầu mục rõ ràng, giúp khách hàng nắm bắt tiến độ và chi phí một cách minh bạch.
4. Dịch vụ tận tâm, hỗ trợ nhanh chóng
Đội ngũ chăm sóc khách hàng tại 3D Print Way luôn sẵn sàng tư vấn, hỗ trợ kỹ thuật và giải đáp mọi thắc mắc. Từ đó giúp trải nghiệm in 3d của khách hàng được hài lòng, thuận tiện và hiệu quả.
5. Giải pháp đa dạng, phù hợp mọi nhu cầu
Dịch vụ tại 3D Print Way đáp ứng khách hàng từ sản xuất thử nghiệm, mẫu demo, linh kiện cơ khí đến quà tặng, phụ kiện hay sản phẩm cá nhân hóa, phù hợp cả khách hàng cá nhân và doanh nghiệp.
Quy trình đặt hàng tại 3D Print Way
4 bước trong quy trình tư vấn đặt hàng tại 3D Print Way:
1. Tư vấn
Tiếp nhận yêu cầu từ khách hàng, trao đổi để hiểu rõ nhu cầu và mục tiêu. Từ đó có cơ sở để đưa ra tư vấn sơ bộ về loại vật liệu, công nghệ in 3D phù hợp và ước lượng chi phí thực hiện.
2. Thiết kế
3D Print Way thực hiện thiết kế chi tiết dựa trên yêu cầu của khách hàng, đề xuất giải pháp tối ưu về kỹ thuật, thẩm mỹ và chi phí. Bao gồm bước mô phỏng, kiểm tra khả năng gia công và chỉnh sửa bản vẽ trước khi sản xuất.
3. Chế tạo
Đội ngũ 3D Print Way tiến hành in 3D hoặc sản xuất theo thiết kế đã duyệt của khách hàng. Quá trình bao gồm giám sát chất lượng, xử lý bề mặt, lắp ráp nếu cần và kiểm tra nội bộ lỗi kỹ thuật trước khi bàn giao.
4. Nghiệm thu
Khách hàng đánh giá sản phẩm thực tế, kiểm tra chất lượng và chức năng. Sau khi hài lòng, 3D Print Way tiến hành nghiệm thu chính thức và bàn giao hoàn thiện kèm hướng dẫn sử dụng cho khách hàng.Thông tin liên hệ:
Email: 3dprintway.com@gmail.com
Hotline: 0972.610.550
Địa chỉ: 85 P. Vương Thừa Vũ, Khương Trung, Thanh Xuân, Hà Nội
Thời gian làm việc: Thứ 2 - Thứ 7, 8:00 - 18:00
Kết luận
In 3D kim loại tại 3D Print Way mang lại 5 lợi ích thiết thực như: sáng tạo không giới hạn, công nghệ và chất lượng hàng đầu, quy trình làm việc chuyên nghiệp, dịch vụ tận tâm và hỗ trợ nhanh chóng, giải pháp đa dạng hợp với mọi nhu cầu. Có 3 công nghệ in 3D kim loại thường được sử dụng nhiều hiện nay là in 3D SLM, in 3D DED và in 3D EBM. Bên cạnh đó, 6 trường hợp nên sử dụng in 3D kim loại là: thiết kế có độ phức tạp cao, sản xuất lượng nhỏ để thử nghiệm, khối lượng nhẹ, hợp nhất chi tiết, phục hồi chi tiết hỏng, khi cần thiết giúp tiết kiệm hơn.
