Technicalvn Kỹ Thuật Việt Nam
Nội dung bài viết
1/ Ứng dụng
1.1/ Đúc khuôn vỏ mỏng
Đúc khuôn vỏ mỏng là một quá trình đúc chính xác để chế tạo là những chi tiết có hình dáng sắc cạnh từ các hợp kim. Hiệu quả chủ yếu khi áp dụng phương pháp tạo mẫu nhanh trong công nghệ đúc khuôn vỏ mỏng là khả năng tạo ra mẫu có độ chính xác cao, chi phí thấp và thời gian để tạo mẫu ngắn.
1.2/ Chế tạo dụng cụ
Người ta ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh trong chế tạo dụng cụ như điện cực trong gia công tia lửa điện, chế tạo các khe hở hoặc ruột của khuôn phun nhựa, ống dẫn hệ thống điều hòa nhiệt độ…
1.3/ .Tạo mẫu nhanh trong chế tạo sản xuất
Tạo mẫu nhanh có thể được sử dụng cho chế tạo sản phẩm. Cùng một sản phẩm như nhau có thể có các động cơ khác nhau và những nét kỹ thuật khác nhau. Các nét kỹ thuật khác nhau có thể đơn giản như sự khác nhau về vật liệu, nút bấm, phích cắm điện, hay là màu sắc hoặc cũng có thể phức tạp như sự khác nhau ở cấu tạo bên trong. Những khác biệt đó là cần thiết để phục vụ cho yêu cầu riêng của người sử dụng hoặc để phân biệt nó. Thêm nữa thời gian tồn tại của sản phẩm đang trở nên ngắn hơn buộc người thiết kế phát triển những sản phẩm mới trong một khoảng thời gian ngắn. Trong quá trình phát triển, một vấn đề gặp phải là sự lựa chọn một trong hai việc là: kéo dài thời gian phát triển hoặc tăng nguồn lực sản xuất để cho kịp thời hạn. Trong hoàn cảnh như vậy, thời gian bán sản phẩm trở thành nhân tố quyết định khả năng lợi nhuận.
Thêm nữa các vật thể chế tạo bằng tạo mẫu nhanh ngày càng được sử dụng thường xuyên để kiểm tra chức năng và có thể kiểm tra trước khi sản xuất hàng loạt. Bằng cách đó người ta có thể kịp thời phát hiện các lỗi ở giai đoạn khi mà sự thay đổi chưa tốn kém lắm. Những yêu cầu tinh tế và dễ hiểu hơn dẫn tới những sản phẩm tốt hơn, đáp ứng được đòi hỏi của thị trường. Người ta ước lượng nếu việc sử dụng phương pháp tạo mẫu nhanh có hiệu quả, thời gian phát triển cho các công cụ
có thể giảm một nửa.
1.4/ Tạo mẫu nhanh với các công nghệ truyền thống
Tạo mẫu nhanh sẽ không thay thế hoàn toàn các công nghệ truyền thống như: NC và cán tốc độ cao hoặc ngay cả những phần làm bằng tay, đúng hơn nên coi tạo mẫu nhanh là một sự lựa chọn trong công cụ để chế tạo các bộ phận. Người ta cho rằng bộ phận có thể được chế tạo với những yêu cầu về vật liệu và dung sai trục không chuẩn, những yếu tố này phụ thuộc lẫn nhau. Tạo mẫu nhanh cho thấy lợi thế rõ ràng phải sao chép nhiều lần bộ phận phức tạp.
Ngoài ra, không thể xác định chính xác sự phức tạp của bộ phận. Nhưng chắc chắn bao gồm những thành phần sau: kích cỡ, mô hình, chiều cao, độ dầy và tổng số bề mặt trong mô hình CAD, yêu cầu về dung sai, kiểu của hệ thống CAD
dùng để tạo công cụ.
1.5/ Tạo mẫu nhanh trong những ứng dụng y học
Ứng dụng phương pháp tạo mẫu nhanh trong y học là một lĩnh vực mới.
Nhiều ứng dụng đã trở nên rất quan trọng do sự hội tụ của ba công nghệ riêng biệt đó là: hình ảnh nội soi, đồ họa điện toán, CAD và tạo mẫu nhanh. CT (Computer- Assisted Tomography) và URI (Magnectic Resonance Imaging) cung cấp những hình ảnh để giải quyết tốt những cấu trúc bên trong của cơ thể con người. Ví dụ các cấu trúc của xương và các cơ quan. Những hình ảnh này được xử lý bằng những công cụ phần mềm thích hợp. Nó có thể chuyển kết quả cho quá trình tạo mẫu nhanh và tạo ra vật thể vật lý, mô hình này được gọi là mô hình y học.
2/ Phân loại hệ thống tạo mẫu nhanh
Do có nhiều phương diện sản xuất nên hình thành nhiều loại hệ thống tạo mẫu nhanh trên thị trường, để phân loại một cách bao quát các hệ thống tạo mẫu nhanh là dựa trên cơ sở vật liệu sản xuất. Ở kiểu phân loại này tất cả các hệ thống tạo mẫu nhanh có thể dễ dàng phân thành ba loại:
- Dựa trên cơ sở vật liệu dạng lỏng.
- Dựa trên cơ sở vật liệu dạng khối.
- Dựa trên cơ sở vật liệu dạng bột.
2.1/ Dựa trên cơ sở vật liệu dạng lỏng
Các hệ thống tạo mẫu nhanh dựa trên cơ sở nền tảng chất lỏng bắt đầu với vật liệu ở trạng thái lỏng. Quá trình tạo mẫu là một quá trình lưu hóa, vật liệu chuyển đổi từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Sau đây là một số phương pháp tạo mẫu nhanh dựa trên cơ sở vật liệu dạng lỏng:
- Thiết bị tạo mẫu lập thể SLA của 3D Systems
- Thiết bị xử lý dạng khối SGC của Cubital
- Thiết bị tạo mẫu dạng khối SCS của Sony
- Thiết bị in sử dụng tia tử ngoại tạo vật thể dạng khối SOUP của Misuibishi
- Thiết bị tạo ảnh nổi của EOS
- Thiết bị tạo ảnh khối của Teijin Seiki
- Thiết bị tạo mẫu nhanh của Meiko cho ngành công nghiệp đồ trang sức.
- Thiết bị tạo mẫu nhanh SLP của Denken.
- Thiết bị tạo mẫu nhanh COLAMM của Mitsui.
- Thiết bị tạo mẫu nhanh LMS của Fockele và Schwarze.
- Thiết bị điêu khắc bằng ánh sáng
- Thiết bị hai chùm tia laser
2.2/ Dựa trên cơ sở vật liệu dạng khối
Ngoại trừ các vật liệu dạng bột, các hệ thống tạo mẫu nhanh với vật liệu cơ bản dạng khối có liên quan đến tất cả các hình thức vật liệu dạng khối bao gồm các dạng: dây, cuộn, dát mỏng và dạng viên. Sau đây là một số phương pháp tạo mẫu nhanh tượng trưng cho phương pháp này:
- Thiết bị tạo lớp mỏng LOM của Helisys
- Thiết bị phun nhiều lớp FDM của Stratasys
- Thiết bị dập nóng có sử dụng chất liên kết SAHP của KiRa.
- Thiết bị tạo mẫu nhanh của Kinergy.
- Thiết bị tạo mẫu nhiều đầu phun Thermojet của 3D System
- Hệ thống tạo mẫu nhanh RPS của IBM.
- Thiết bị tạo mẫu MM-6B của công ty Sanders Prototype
- Thiết bị tạo mẫu nhanh Hot Plot của Sparx AB’s
- Thiết bị tạo mẫu nhanh Laser CAMM của Scale Model Unlimited
2.3/ Dựa trên cơ sở vật liệu dạng bột
Trong khả năng được giới hạn, dạng trạng thái bột vẫn còn được xem như dạng trạng thái khối. Tuy nhiên, nó được tạo ra trên ý định là một loại thiết bị không phụ thuộc vào hệ thống thiết bị tạo mẫu nhanh vật liệu trạng thái khối cơ sở. Sau đây là một số phương pháp tạo mẫu nhanh tượng trưng cho phương pháp này:
- Thiết bị thiêu kết bằng laser SLS của DTM
- Thiết bị đúc khuôn vỏ mỏng trực tiếp DSPC của Soligen
- Thiết bị định hình nhiều giai đoạn hoá cứng MJS của Fraunhofer
- Hệ thống các thiết bị EOSINT của EOS.
- Thiết bị in phun (Ink-Jet) hay còn gọi là BPM của BPM Technology
- Thiết bị in ba chiều 3DP của MIT
- Thiết bị tạo mẫu nhanh Z-Printer của hãng Z-Corp
