Sự xuất hiện của công nghệ in 3D đã mở ra cánh cửa mới cho nhiều doanh nghiệp trong việc nâng cao chất lượng và phát triển sản phẩm. Cùng với sự xuất hiện của công nghệ này, thị trường cũng rất phong phú với vô số các loại vật liệu in 3D đa dạng. Hãy cùng 3DManufacturer tìm hiểu các đặc tính và ứng dụng của từng loại vật liệu in 3D để có thể đưa ra chọn lựa phù hợp nhất cho dự án của mình!
Nội dung
Phân nhóm các dạng vật liệu in 3D
Các dạng vật liệu được phân loại dựa trên loại công nghệ in 3D. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ in 3D, vật liệu dùng để in 3D cũng rất đa dạng.
Vật liệu dạng lỏng
Nhựa in dạng lỏng hay còn gọi là Resin, được sử dụng trong các công nghệ in 3D như SLA, DLP và LCD – một loại chất liệu dễ hóa rắn dưới tác động của tia cực tím hoặc laser với bước sóng từ 385 đến 550 nm.
- Ưu điểm: Kỹ thuật in này tạo ra các sản phẩm có độ chính xác và phức tạp cao cùng với bề mặt mịn màng, bóng loáng.
- Nhược điểm: Nhựa Resin có giá thành tương đối cao và quy trình xử lý sản phẩm phức tạp.
Vật liệu dạng sợi
Vật liệu in 3D dạng sợi thường được sử dụng cho các máy in 3D sử dụng công nghệ FDM. Sợi nhựa này được đóng thành các cuộn với đường kính khoảng từ 1.75 đến 3mm, tùy thuộc vào kích thước đầu phun.
- Ưu điểm: Loại nhựa này được sử dụng phổ biến bởi có giá thành thấp hơn so với các loại vật liệu khác, dễ sử dụng và có đa dạng màu sắc.
- Nhược điểm: Loại vật liệu này bị hạn chế trong việc tạo ra sản phẩm có độ phức tạp cao như chi tiết quá nhỏ hoặc chi tiết có thành quá mỏng. Bên cạnh đó, sản phẩm được in 3D bằng công nghệ FDM có bề mặt sản phẩm có vân sọc, không được mịn màng, bóng loáng.
Vật liệu in 3D dạng bột
Vật liệu nhựa dạng bột mịn thường được sử dụng trong công nghệ in 3D SLS, . Khi được đặt trong môi trường nhiệt độ cao, loại bột này sẽ được thiêu kết thành các khối rắn.
- Ưu điểm: In 3D từ bột nhựa cho phép tạo ra các sản phẩm có độ phức tạp cao và bề mặt mịn.
- Nhược điểm: Công nghệ này yêu cầu môi trường in đặc biệt với nhiệt độ cao. Quy trình xử lý sản phẩm in phức tạp và tốn kém.
Các loại vật liệu in 3D
Vật liệu in 3D rất đa dạng, từ nhựa đến kim loại và các chất liệu đặc biệt khác. Sau đây là một số các loại vật liệu in 3D phổ biến.
Nhựa ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
ABS là loại nhựa tổng hợp có thành phần từ dầu mỏ, có tính chịu nhiệt tốt và chịu lực tốt, có khả năng chống mài mòn và hóa chất tốt. Vật liệu in 3D này thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ cứng và độ bền cao như mảnh ghép LEGO, mô hình đồ chơi,…
- Ưu Điểm:
- Thích hợp cho các ứng dụng cần chịu nhiệt độ cao và độ bền.
- Có thể hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt.
- Nhược Điểm:
- Có thể bị nứt khi gặp nhiệt độ cao.
- Cần phải gia nhiệt tốt để đảm bảo tính kết dính của các lớp in.
Nhựa PLA (Polylactic Acid)
PLA là loại nhựa sinh học, được sản xuất có thành phần là các nguồn organic như bột ngô hoặc bột mía. Đây là loại vật liệu in 3D tiên tiến với khả năng thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe.
- Ưu Điểm:
- Dễ in và có thể tạo ra các mẫu in có bề mặt mịn và chi tiết.
- Không cần gia nhiệt quá cao trong quá trình in giúp tiết kiệm nhiên liệu.
- Nhược Điểm: Không chịu được nhiệt độ cao, không phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao. Không thích hợp với các ứng dụng ngoài trời.
Mực Resin
Resin là loại nhựa dạng lỏng, rất nhạy bởi tia cực tím, tạo ra các sản phẩm có bề mặt mịn và chi tiết. Vật liệu in 3D này thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như trong ngành y học hoặc chế tạo máy. Như có đề cập ở trên, nhựa Resin có ưu điểm và nhược điểm là:
- Ưu Điểm: Xử lý được sản phẩm phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, bề mặt láng bóng.
- Nhược Điểm: Giá thành cao. Quy trình xử lý sản phẩm có mùi và chất hóa học độc hại, cần có kiến thức và bảo hộ cơ thể kỹ lưỡng.
Một số loại mực Resin mà 3DManufacturer sử dụng để in 3D là: Rigid 4K/10K Resin, High Temp Resin, Tough 1500/2000 Resin, Model Resin, xCeramic Resin, xPEEK Resin, xABS Resin, xESD Resin, xPP Resin, xMOLD Resin,…
PVA (Polyvinyl Alcohol)
PVA thường được sử dụng như một vật liệu hỗ trợ khi in bằng ABS hoặc PLA. Nó là một loại nhựa sinh học phân hủy, tan trong nước, giúp việc in 3D trở nên thuận tiện hơn và đồng thời cải thiện bề mặt của sản phẩm tại khu vực tiếp xúc với phần chống đỡ.
HIPs (High Impact Polystyrene)
HIPs là một loại nhựa phân hủy sinh học có màu sáng trắng, an toàn và không độc hại. Nó thường được sử dụng như một vật liệu hỗ trợ cho ABS và có thể dễ dàng tháo rời sau khi in.
Nhựa Polycarbonate
Loại nhựa này có độ cứng cao và chịu nhiệt tốt, lên đến 100ºC. Vật liệu này dễ in hơn ABS vì có độ giãn nở thấp hơn và ít cong vênh hơn. Do đó, nhựa Polycarbonate thường được sử dụng để in các chi tiết yêu cầu cơ tính cao và chịu được nhiệt độ cao, như các linh kiện trong ngành công nghiệp và trong môi trường nhiệt độ cao.
Nhựa PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol-modified)
PETG là phiên bản được cải tiến của PET, với tính dẻo và bền hơn. Vật liệu in 3D này có tính chất ở giữa của PLA và ABS nên được sử dụng trong kỹ thuật in FDM. Nhựa PETG thường được sử dụng trong các ứng dụng ngoài trời và trong thực phẩm do khả năng chống thời tiết và an toàn thực phẩm.
- Ưu điểm: Dễ in, độ bền cao, chống thời tiết, an toàn cho thực phẩm.
- Nhược điểm: Cần phải lưu trữ chống ẩm, có chi phí cao hơn so với một số loại nhựa khác.
TPU (Thermoplastic Polyurethanes)
Vật liệu in 3D TPU có tính đàn hồi và chống mài mòn tốt, cũng như khả năng chịu nhiệt và kháng dầu mỡ. TPU thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, làm tay nắm cửa, vỏ bọc dây cáp và trong gia công đế giày, dép.
PEEK (Polyether Ether Ketone)
PEEK có khả năng chịu nhiệt, ứng suất và hóa chất cao, phù hợp cho các bộ phận cần hiệu suất cao. Vật liệu in 3D này thường được sử dụng trong công nghệ in FDM, SLS, phục vụ các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ, hóa chất và y tế.
- Ưu điểm: Độ cứng cao, chịu nhiệt và hóa chất tốt.
- Nhược điểm: Yêu cầu máy in có thể đạt nhiệt độ cao, giá thành cao.
Gia cường sợi Carbon (CF-PLA)
Gia cường sợi Carbon là PLA được cải tiến với sợi carbon, tăng độ cứng và độ bền cơ học. Vật liệu này thích hợp cho các sản phẩm cần độ cứng cao như vỏ, khung cứng và các dụng cụ.
- Ưu điểm: Độ cứng cao, độ bền cơ học tốt.
- Nhược điểm: Dễ gãy, cần phải bảo quản cẩn thận.
Nhựa ánh kim loại
Nhựa ánh kim loại là loại vật liệu in 3D từ nhựa PLA được trộn với bột kim loại để tạo ra các sản phẩm có đặc tính quang học của kim loại. Vật liệu này thường sử dụng để tạo ra sản phẩm có bề mặt sáng bóng với hiệu ứng như kim loại.
- Ưu điểm: Bề mặt giống kim loại, cảm giác chắc tay các loại nhựa khác.
- Nhược điểm: Cần xử lý hậu kỳ, giá thành cao
Giá thành của vật liệu in 3D
Giá của vật liệu in 3D hiện nay dao động khoảng vài nghìn mỗi gram. Một số loại vật liệu in 3D như PLA thường có giá thành rẻ hơn so với các loại vật liệu như ABS, PETG hay các vật liệu đặc biệt như nhựa Resin, PEEK. Các vật liệu đặc biệt thường có giá thành cao hơn do đòi hỏi quy trình sản xuất phức tạp hoặc có đặc tính kỹ thuật đặc biệt.
>> Tham khảo thêm giá thành in 3D bằng cách đặt hàng trực tuyến tại 3DManufacturer.
Cách chọn vật liệu in 3D phù hợp
Việc chọn vật liệu in 3D phù hợp là quan trọng để đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và chức năng. Đầu tiên, hãy xác định các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm mà quý khách muốn in 3D bao gồm độ bền, khả năng chịu nhiệt, độ linh hoạt, khả năng tương thích sinh học đối với các sản phầm y học, ngân sách sản xuất và tính chất bề mặt. Sau đó, dựa vào đặc tính nghệ thuật của từng loại vật liệu in 3D mà lựa chọn vật liệu tương ứng. Quý khách có thể tham khảo một số ứng dụng tương ứng với các loại vật liệu sau:
- ABS: linh kiện cơ khí, vỏ máy móc, bộ phận ô tô, mô hình giả cơ thể, phụ kiện y tế không kỹ thuật,…
- PLA: mô hình kiến trúc, maquette, mô hình đồ chơi, đồ dùng học tập,…
- PETG: chai nước, hộp đựng thực phẩm, thùng chứa y tế, mô hình trang trí nội thất,…
- PEEK: bộ phận thay thế trong phẫu thuật, các bộ phận máy chạy nhiệt độ cao, linh kiện ô tô, bộ phận máy móc, mô hình mô phỏng,…
- TPU: đế giày, dây đai, phụ kiện thể thao, đồ chơi cho trẻ em,…
- Resin: mô hình trang trí, đồ chơi nghệ thuật, đèn trang trí, hộp đựng trang sức,…
Điều gì xảy ra khi dùng vật liệu in 3D kém chất lượng?
Việc sử dụng vật liệu in 3D kém chất lượng không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng mà còn có thể gây ra các vấn đề kỹ thuật và an toàn đối với người sử dụng, chẳng hạn như:
- Sản phẩm kém chất lượng, dễ gãy, nứt, thẩm mỹ kém,…
- Gây hỏng máy in 3D như tắc nghẽn đầu in, gây ra cặn bám hoặc hỏng hóc hệ thống đẩy nhựa.
- Có thể tạo ra khí độc, cặn bẩn gây ảnh hưởng đến không khí khi thực hiện gia công in 3D, làm ô nhiễm môi trường làm việc.
- Chất lượng nhựa thấp có thể ảnh hưởng đến sức khỏe như mùi của nhựa, kích ứng da,…
Do đó, nếu vì tiết kiệm chi phí trước mắt mà sử dụng nhựa in 3D kém chất lượng thì có thể dẫn đến việc phải in lại sản phẩm nhiều lần hoặc sửa chữa máy in 3D, làm tăng chi phí và thời gian sản xuất.
Tóm lại, vật liệu in 3D đóng vai trò quan trọng để đảm bảo sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ. 3DManufacturer là chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ in 3D, cung cấp dịch vụ gia công in 3D với nền tảng trực tuyến tiện lợi 3DManufacturer. Nền tảng đặt hàng trực tuyến của chúng tôi giúp khách hàng tự tùy chỉnh công nghệ, vật liệu in phù hợp theo sở thích và ngân sách một cách minh bạch. Truy cập ngay website 3DManufacturer của 3DManufacturer để trải nghiệm!
