In 3D đã trở thành một công nghệ phổ biến hơn nhiều, với các máy in có sẵn ở mọi mức giá. Hầu hết những người muốn có một máy in 3D có thể có thể tìm thấy một mô hình mà họ có thể mua được. Mặc dù vậy, in 3D vẫn còn quá mới nên ít người biết nó hoạt động như thế nào. 

Đây là lý do tại sao bây giờ là thời điểm tốt để trả lời câu hỏi “ In 3D hoạt động như thế nào?” . ^(How)Có một cơ hội rất tốt là cuối cùng bạn sẽ phải sử dụng một cái!

In 3D bổ sung và Trừu tượng^{(Additive vs Subtractive 3D Printing)}

Có hai loại in 3D lớn. Máy in 3D mà bạn có thể tự mua hầu hết đều là máy “phụ gia”. Nói cách khác, họ xây dựng các đối tượng 3D bằng cách thêm vật liệu (thường là trong các lớp) cho đến khi đối tượng hoàn chỉnh. Máy in 3D mà mọi người nghĩ đến khi họ nghe đến “máy in 3D” hầu như luôn luôn là loại phụ gia đa dạng.

In 3D trừ là rất khác nhau. Ở đây bạn bắt đầu với một lượng vật liệu cố định và sau đó loại bỏ vật liệu cho đến khi chỉ còn lại vật thể đã hoàn thành. Một nhà điêu khắc làm một bức tượng từ đá cẩm thạch đang sử dụng một phương pháp trừ. Máy trừ bị thường được tìm thấy trong các xưởng lớn và các cơ sở công nghiệp. Hệ thống phay CNC^(CNC) (điều khiển số bằng máy tính) có lẽ là ví dụ nổi tiếng nhất.

Chúng tôi sẽ chỉ tập trung vào máy phụ gia kể từ đây trở đi, vì chúng phù hợp với người tiêu dùng bình thường. Chỉ cần biết rằng máy tính trừ thuộc cùng dòng máy in 3D mở rộng như máy bạn có thể đặt trên bàn làm việc.

Lập mô hình lắng đọng hợp nhất, chụp ảnh lập thể và thiêu kết bằng laser có chọn lọc^{(Fused Deposition Modelling, Stereolithography and Selective Laser Sintering)}

Ba phương pháp chính của in 3D phụ gia là FDM (mô hình lắng đọng hợp nhất), kỹ thuật in lập thể ( SLA ) và thiêu kết laser chọn lọc ( SLS ).

Máy in da Vinci FDM^{(The da Vinci FDM Printer)(The da Vinci FDM Printer)}

FDM là hệ thống cấp người tiêu dùng phổ biến nhất. Với những loại máy in này, một sợi vật liệu được đưa qua đầu in nóng. Đầu in được định vị chính xác trong không gian 3D và lắng đọng một lớp vật liệu theo hướng dẫn chính xác được lập trình. Có nhiều cách tiếp cận khác nhau đối với FDM , nhưng chúng ta sẽ làm được điều đó trong giây lát.

Máy in Nobel SLA^{(The Nobel SLA Printer) (The Nobel SLA Printer )}

In^{(Stereolithography)} nổi ít phổ biến hơn nhiều trong các hệ thống tiêu dùng. Những máy in này sử dụng tia laser để chữa nhựa lỏng thành vật liệu nhựa rắn. Thông thường, vật thể được "kéo" từ một thùng nhựa, tạo thành từng lớp khi nó nhô lên khỏi vật liệu. Trong những năm gần đây, máy in SLA đã trở nên nhỏ gọn hơn và giá cả phải chăng hơn. Vì vậy, nó là một sự thay thế thực sự cho máy in FDM , tùy thuộc vào loại mô hình cuối cùng mà bạn sử dụng.

Quá trình thiêu kết bằng laser có chọn lọc^(Selective) ( SLS ) sử dụng tia laser mạnh để nung chảy bột polyme. Bột thực tế hoạt động như một cấu trúc hỗ trợ cho bản in, vì vậy loại in này không cần giàn giáo đặc biệt. SLS không phải là một loại FDM mà bạn sẽ tìm thấy trên máy tính để bàn. Nó vẫn là một công nghệ công nghiệp cho đến bây giờ.

Máy in Robot Descartes & Delta^{(Cartesian & Delta Robot Printers)}

Máy in rô bốt Delta^{(A Delta Robot Printer)(A Delta Robot Printer)}

Loại máy in FDM phổ biến nhất là máy in 3D cartesian. Tên đề cập đến tọa độ Cartesian. Đó là tọa độ XYZ mà tất cả chúng ta đã học ở trường. Đầu in có thể được di chuyển đến bất kỳ tọa độ XYZ nào trong không gian khối lượng in. Phép toán rất đơn giản, các máy in có giá cả khá phải chăng và chất lượng in chính xác. 

Tuy nhiên, tùy thuộc vào độ chi tiết của tọa độ XYZ, các bề mặt cong có thể không mịn bằng chúng, đòi hỏi một số công việc hoàn thiện thủ công.

^(Delta)Máy in rô bốt Delta có một cách tiếp cận khác. Đầu in được gắn vào ba cánh tay chạy trên ba thanh ray. Bằng cách thay đổi chiều cao của mỗi cánh tay, đầu in có thể xoay. Thiết kế này cho phép đầu in xoay theo các đường cong thực sự và cũng cho phép in các vật thể cao trong khối lượng in.

Về cơ bản, đường ray càng dài thì mô hình càng cao. Thay vì tọa độ XYZ, máy in rô bốt delta sử dụng lượng giác để tính toán vị trí đầu in. Kết quả cuối cùng là chúng không thể đạt được độ phân giải in hoàn toàn giống như máy in cartesian.

Để thực sự hiểu khái niệm rô bốt delta, bạn cần phải xem nó hoạt động. Hãy xem video này của Johann Rocholl và bạn sẽ nhanh chóng nắm được khái niệm.

Chú ý^(Notice) khớp nối trên các cánh tay và cách đầu in có thể di chuyển một cách tự do và trơn tru.

Vật liệu máy in 3D^{(3D Printer Materials)}

Máy in 3D sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau, nhưng có hai loại nhựa cho đến nay là phổ biến nhất trong các ứng dụng cấp tiêu dùng: ABS và PLA .

ABS ( Acrylonitrile Butadiene Styrene ) chính xác là loại nhựa mà các viên gạch LEGO được làm bằng. ^(LEGO)Loại nhựa này dễ bị cong vênh khi nguội đi và cần một máy in có giường in được làm nóng. Nó có khả năng chống va đập khá tốt, nhưng không đặc biệt mạnh. Nó phù hợp để chế tạo các bộ phận nguyên mẫu và thậm chí cả các bộ phận cuối cùng không chịu tải.

PLA ( Axit Polylactic^{(Polylactic Acid)} ) có nhiệt độ nóng chảy thấp, không bị cong vênh nhiều, dễ gia công và có ít bản in bị lỗi hơn. Nó cũng quá giòn đối với bất kỳ mục đích sử dụng thực tế nào, nhưng nó rất tuyệt vời khi tạo ra các mô hình chi tiết, mượt mà chỉ để nhìn vào.

Tin tốt là hầu hết các máy in 3D tiêu dùng sẽ hoạt động với cả hai vật liệu rẻ tiền này. Vì vậy, bạn có thể thay đổi chúng theo nhu cầu của bạn.

Dây tóc nylon^(Nylon) là một lựa chọn khác và thậm chí có những máy in sử dụng gỗ hoặc kim loại làm vật liệu. Máy in thế hệ tiếp theo cũng có thể xử lý nhiều hơn một dây tóc cùng một lúc, cho phép in nhiều vật liệu hoặc nhiều màu.

Quy trình in 3D điển hình^{(The Typical 3D Printing Process)}

Nếu bạn chưa bao giờ tự mình thực hiện một bản in 3D, bạn có thể tò mò về cách nó thực sự hoạt động từ góc độ người dùng. Mặc dù việc sử dụng máy in 3D không dễ dàng như in các bản in 2D trên máy in laser hoặc máy in phun, nhưng nó gần như không khó như bạn nghĩ.

Sau khi thiết lập máy in theo hướng dẫn sử dụng, với việc hiệu chỉnh và cân bằng được thực hiện chính xác, trước tiên bạn cần một mô hình để in.

Bạn có thể tạo mô hình của riêng mình bằng cách sử dụng thứ gì đó như Zbrush hoặc AutoCAD^{( Zbrush or AutoCAD)} , nhưng hầu hết mọi người có thể tải xuống mô hình từ một trang web trực tuyến. Điểm dừng đầu tiên chắc chắn phải là Thingiverse , đây có thể là bộ sưu tập các mô hình nổi tiếng nhất do người dùng gửi. Tuy nhiên, có rất nhiều lựa chọn thay thế^{(alternatives)} .

Sau khi nhận được một mô hình ở định dạng tương thích, bạn sẽ mở nó trong phần mềm đi kèm với máy in của bạn. Tất cả chúng đều trông và hoạt động khác nhau, nhưng khái niệm cơ bản là giống nhau. Trước tiên, bạn cũng có thể muốn xử lý mô hình 3D bằng Meshmixer , công cụ này đảm bảo rằng mô hình 3D chắc chắn và phù hợp để in.

Trong phần mềm máy in 3D, bạn sẽ chọn kích thước và chất lượng của mô hình và phần mềm sẽ chuyển nó thành các “lát cắt” đại diện cho mỗi lớp in. Nó cũng sẽ tính toán "giàn giáo" phải được in để hỗ trợ mô hình trong khi nó được tạo ra. Những thứ này có thể bị vỡ ra khi in xong.

Với tất cả những công việc chuẩn bị phía sau bạn, quá trình in có thể bắt đầu. Tùy thuộc vào cài đặt chất lượng, bạn có thể đợi lâu! Các bản in chất lượng cao thay đổi từ vài giờ đến vài ngày. Rất may^(Thankfully) , một số máy in 3D cho phép bạn theo dõi tiến trình in của mình từ xa thông qua một ứng dụng.

Sau khi in xong, bạn sẽ lấy nó ra khỏi giường và sau đó bẻ nó ra khỏi giàn giáo. Trong nhiều trường hợp, bạn sẽ phải hoàn thiện mô hình bằng cách sử dụng giấy nhám và các công cụ cắt đặc biệt để loại bỏ các phần không hoàn hảo. Một số người thậm chí còn vẽ mô hình của họ! Giới hạn thực sự duy nhất là khả năng sáng tạo của bạn.

Nếu bạn muốn mua một máy in 3D, đây là những lựa chọn tốt nhất^{(best picks)} của chúng tôi và nếu bạn đang ở mức ngân sách, đây là những lựa chọn thân thiện hơn với túi tiền.

HDG Explains : How Does 3D Printing Work?

3D printing has becomе a much more mainstream technology, with printing machines available at just about every price poіnt. Most people who want a 3D printеr can probablу find a modеl they can afford. Desрite this, 3D printing is still ѕo new that few peоple know how it works. 

This is why now is a good time to answer the question “How does 3D printing work?”. There’s a very good chance you’ll have to use one eventually!

Additive vs Subtractive 3D Printing

There are two broad categories of 3D printing. The 3D printers that you can buy yourself are almost all “additive” machines. In other words, they build 3D objects by adding material (usually in layers) until the object is complete. The 3D printers people think of when they hear “3D printer” is almost always of the additive variety.

Subtractive 3D printing is very different. Here you start with a fixed amount of material and then remove material until only the finished object is left. A sculptor making a statue out of marble is using a subtractive method. Subtractive machines are usually found in large workshops and industrial settings. CNC milling (computer numerical control) systems are probably the best-known example.

We’ll only be concentrating on additive machines from here on out, since they’re relevant to the average consumer. Just know that subtractive machines belong to the same extended family of 3D printers as the one you might put on a desk.

Fused Deposition Modelling, Stereolithography and Selective Laser Sintering

The three main methods of additive 3D printing are FDM (fused deposition modelling), stereolithography (SLA) and selective laser sintering (SLS).

The da Vinci FDM Printer

FDM is the most common consumer-grade system. With these types of printers a filament of material is passed through a hot print head. The print head is precisely positioned in 3D-space and deposits a layer of material according to exact programmed instructions. There are different approaches to FDM, but we’ll get to that in a moment.

The Nobel SLA Printer 

Stereolithography is much less common in consumer systems. These printers use lasers to cure a liquid resin into a solid plastic material. Usually, the object is “pulled” from a vat of resin, forming layer by layer as it rises from the material. In recent years SLA printers have become more compact and affordable. So it’s a real alternative to FDM printers, depending on what type of final model you settle on.

Selective laser sintering (SLS) uses a powerful laser to fuse a polymer powder. The actual powder acts as a support structure for the print, so this type of printing doesn’t need special scaffolding. SLS is not a type of FDM you’ll find on the desktop. It’s still an industrial technology for now.

Cartesian & Delta Robot Printers

A Delta Robot Printer

The most common type of FDM printer is the cartesian 3D printer. The name refers to cartesian coordinates. That’s the XYZ coordinates we all learned in school. The print head can be moved to any XYZ coordinate within the print volume space. The math is simple, the printers are pretty affordable and print quality is precise. 

However, depending on how granular the XYZ coordinates are, curved surfaces might not be as smooth as they could be, requiring some manual finishing work.

Delta robot printers take a different approach. The print head is mounted to three arms that run on three rails. By varying the height of each arm, the print head can swing. This design allows for the print head to swing in true curves and also allows for tall objects to be printed within the print volume.

Basically, the longer the rails are, the taller the model can be. Rather than XYZ coordinates, delta robot printers use trigonometry to calculate print head position. The end result is that they can’t reach quite the same print resolution as cartesian printers.

To really understand the delta robot concept, you need to see it in action. Have a look at this video by Johann Rocholl and you’ll quickly get the concept.

Notice the articulation on the arms and how freely and smoothly the print head can move.

3D Printer Materials

3D printers use a variety of materials, but there are two plastics that are by far the most common in consumer-grade applications: ABS and PLA.

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) is exactly the same plastic that LEGO bricks are made of. This plastic is susceptible to warping when cooling down and needs a printer with a heated print bed. It’s quite impact resistant, but not particularly strong. It’s suitable for making prototype parts and even final parts that aren’t load-bearing.

PLA (Polylactic Acid) has a low melting point, doesn’t warp much, is easy to work with and has fewer failed prints. It’s also far too brittle for any practical use, but it is brilliant for creating smooth, detailed models that are only meant to be looked at.

The good news is that most consumer 3D printers will work with both of these inexpensive materials. So you can change them out as your needs require.

Nylon filament is another option and there are even printers that use wood or metal as a material. Next-generation printers can also handle more than one filament at a time, allowing for mixed material or multi-color prints.

The Typical 3D Printing Process

If you’ve never made a 3D print yourself, you’re probably curious about how it actually works from a user perspective. While using a 3D printer isn’t as easy as knocking out 2D prints on a laser or inkjet printer, it’s not nearly as difficult as you might think.

After setting up the printer according to the manual, with calibration and levelling done correctly, you first need a model to print.

You can make your own model, using something like Zbrush or AutoCAD, but most people are likely to download a model from an online site. The first stop should definitely be Thingiverse, which is quite possibly the most famous collection of user-submitted models. However, there are many alternatives.

After getting a model in a compatible format, you’ll open it up in the software that came with your printer. They all look and work differently, but the basic concept is the same. You may also want to first treat a 3D model with Meshmixer, which ensures that a 3D model is solid and suitable for printing.

In the 3D printer software, you’ll pick the size and quality of the model and the software will convert it into “slices” representing each print layer. It will also calculate the “scaffolding” that has to be printed to support the model while it’s being made. This stuff can be broken off when the print is done.

With all that prep work behind you, the print can begin. Depending on the quality settings, you might be in for a long wait! High quality prints vary from a few hours to a few days. Thankfully, some 3D printers let you monitor the progress of your print remotely via an app.

Once the print is done, you’ll remove it from the bed and then break it free of the scaffolding. In many cases you’ll have to finish the model using sandpaper and special cutting tools to remove imperfections. Some people even paint their models! The only real limit is your creativity.

If you’re itching to buy a 3D printer, these are our best picks and if you’re on a budget, these are more pocket friendly options.

Related posts

• HDG Giải thích: CAPTCHA là gì và nó hoạt động như thế nào?

• HDG Giải thích: GPS hoạt động như thế nào?

• HDG giải thích: Thực tế tăng cường hoạt động như thế nào?

• HDG Giải thích: SFTP & FTP là gì?

• HDG Giải thích: Máy chủ Máy tính là gì?

• Hướng dẫn cuối cùng để sạc pin

• HDG Giải thích: API là gì?

• HDG Giải thích: Keylogger là gì & Làm cách nào để xóa nó khỏi máy tính?

• HDG Giải thích: SQL, T-SQL, MSSQL, PL / SQL và MySQL là gì?

• HDG Giải thích: Chế độ nhà phát triển Chromebook là gì và công dụng của nó là gì?

• HDG giải thích: Băng thông là gì?

• Đã xác định Hacking mũ màu đen, trắng và xám

• 5 chương trình miễn phí để xóa hoàn toàn ổ cứng

• 4 Tình huống Khi Chia sẻ Vị trí Trực tiếp Có thể Cứu mạng

• Thời điểm tốt nhất để mua một chiếc máy tính với những ưu đãi tuyệt vời

• HDG giải thích: Chế độ máy bay trên điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng của bạn là gì?

• HDG Giải thích: BIOS là gì?

• Phần mềm kết thúc có ý nghĩa gì và bạn có nên quan tâm?

• HDG Giải thích: Cổng máy tính là gì và chúng được sử dụng để làm gì?

• HDG Giải thích: Markdown là gì và Kiến thức cơ bản tôi nên biết là gì?