Các bước công nghệ trong tạo mẫu nhanh

Quá trình tạo mẫu nhanh của mỗi công nghệ có những điểm khác nhau, nhưng chúng đều có các bước sau:

1/ Mô hình CAD

Đây là bước đầu tiên trong quá trình tạo mẫu nhanh, áp dụng cho tất cả các hệ thống tạo mẫu nhanh khác nhau, nó gắn liền với việc tạo mô hình 3D của vật thể thiết kế bằng máy tính.

Để tạo ra mô hình vật thể thiết kế, người thiết kế có thể xây dựng mô hình nhờ phần mềm CAD, hoặc tạo dựng vật thể theo tọa độ mà máy đo tọa độ cung cấp. Đây là bước quan trọng nhất quyết định đến chất lượng và độ chính xác của sản
phẩm.

2/ Xuất sang dạng file “.stl”

Thông thường 1 file CAD cần chuyển đến bộ dịch của máy tạo mẫu nhanh. Bước này đảm bảo dữ liệu CAD đưa vào máy tạo mẫu nhanh được định dạng .stl, dạng mô hình biểu diễn mặt biên gồm nhiều mảnh tam giác rất nhỏ. Đây là định dạng tiêu chuẩn của máy tạo mẫu nhanh.

3/ Tạo các chân đỡ sản phẩm

Bước này nhằm tạo chân đỡ và được lưu trong 1 file CAD riêng. Các nhà thiết kế CAD có thể trực tiếp thực hiện nhiệm vụ này hoặc bằng các phần mềm chuyên dụng của tạo mẫu nhanh. Việc thiết kế chân đế nhằm:

• Đảm bảo các lưỡi phủ không bị va vào bàn đặt chi tiết
• Đảm bảo bất cứ biên dạng nhỏ nào của bàn đặt chi tiết cũng không ảnh hưởng đến quá trình chế tạo chi tiết.
• Cung cấp phương thức đơn giản nhất cho việc lấy sản phẩm ra khỏi tấm đế khi chế tạo xong.

4/ Cắt lát

Cả chi tiết và chân đỡ đều phải cắt lát. Chi tiết được cắt lát toán học bằng máy tính thành 1 chuỗi các mặt phẳng song song với nhau. Cũng trong bước này cần phải lựa chọn các thông số như chiều dày lớp cắt, chiều sâu lưu hóa, khoảng cách bước quét cần thiết.

5/ Chế tạo

Đây là giai đoạn polyme hóa nhựa hay thiêu kết vật liệu và kết quả cuối cùng là một vật thể 3D được tạo ả. Tùy theo phương pháp gia công chế tạo được thực hiện với phần cứng và phần mềm với vật liệu thích hợp. Nhưng quá trình chế tạo vẫn tuân theo nguyên tắc gia công vật liệu theo từng lớp, lớp này kế tiếp lớp kia. Vật thể được hình thành theo cách bồi đắp vật liệu hay tách bỏ vật liệu theo lớp. Kết cấu đỡ được chế tạo trước hoặc được chế tạo cùng với chi tiết. Tùy theo phương pháp, bàn đỡ được hạ xuống hoặc nâng lên để gia công lớp tiếp theo. Chuyển động của bàn đỡ và dụng cụ đều được lập trình và điều khiển bằng máy tính.

6/ Loại bỏ vật liệu thừa, hoàn thiện và làm sạch vật thể chế tạo

Sau khi kết thúc quá trình chế tạo, vật liệu thừa ( bột thừa trong thiêu kết,  nhựa lỏng thừa, các lớp vật liệu đã được cắt bỏ trong phương pháp LOM…) được lấy đi khỏi vùng gia công. Vật thể sau khi chế tạo được lấy ra khỏi vùng gia công và được làm sạch bằng cách phương pháp như phun khí, sửa và làm sạch bằng phương pháp cơ khí.

7/ Xử lý sau chế tạo

Trong một số công nghệ tạo mẫu nhanh, vật thể sau chế tạo mới chỉ được thiêu kết hay polyme hóa một phần nên chưa đạt được các chỉ tiêu cao nhất về tính chất cơ lý hóa… nên cần phải có các bước xử lý tiếp theo tùy theo phương pháp chế tạo. Vật thể sau khi tạo hình có thể được thiêu kết hoàn thiện hoặc nhúng vào nhựa hay cao su để tiến hành polyme hóa hay lưu hóa để đạt yêu cầu đặt ra.

8/ Hoàn thiện chi tiết

Tùy theo mục đích sử dụng, có thể dùng nhiều mức hoàn thiện chi tiết nhằm  mô hình hóa quan sát và mô hình hóa khái niệm, chỉ cần loại bỏ các chân đỡ là được. Để linh hoạt và tối ưu hơn có nhiều phương pháp hoàn thiện như bằng tay, phun các hạt có kích thước nhỏ, hay biện pháp tích hợp cả 2 phương pháp trên. Các chi tiết cũng có thể được đánh bóng, sơn hay phủ kim loại.