Các sản phẩm in 3D có độ chính xác về kích thước thế nào?

Độ chính xác về kích thước trong in 3D đề cập đến mức độ trùng khớp của kích thước trong thiết kế với kích thước thực của sản phẩm sau khi in. Đây là một thông số quan trọng nếu các bộ phận của bạn cần khớp chính xác với nhau trong các cụm lắp ráp.

Một bộ phận có kích thước chính xác là hình dạng và kích thước của bộ phận đó trùng khớp với thiết kế ban đầu. Thông số này thường được biểu thị dưới dạng phần trăm hoặc đơn vị đo như milimet, inch, ví dụ ±1% hoặc ±0,5 mm.

Thuật ngữ độ chính xác đôi khi được sử dụng thay thế cho dung sai, là độ sai lệch cho phép của kích thước sản phẩm được sản xuất thực tế so với bản vẽ kỹ thuật. Tuy nhiên, lưu ý rằng dung sai cũng là giá trị do người dùng xác định, khách hàng sẽ chỉ định dung sai chấp nhận được cho nhà sản xuất tùy thuộc vào tầm quan trọng của một số tính năng và kích thước nhất định.

Độ chính xác khác với độ phân giải, tức là kích thước pixel của máy in 3D SLA. Độ chính xác cũng khác với độ lặp lại, tức là độ tin cậy và khả năng lặp lại của máy in 3D và khả năng chế tạo cùng một vật thể một cách nhất quán.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước của các bộ phận in 3D, gồm chất lượng máy in, thiết kế chi tiết, vật liệu in và thông số in.

Làm thế nào để đo độ chính xác về kích thước trong in 3D?

Để tính toán độ chính xác về kích thước của các sản phẩm in 3D, những thông số sau sẽ thường được sử dụng:

• Dung sai kích thước: là giá trị định lượng từ các nhà sản xuất máy và nhà cung cấp vật liệu in 3D chỉ rõ độ chính xác mong đợi của các sản phẩm sau in. Thông số này sẽ có độ tin cậy nhất với các máy chất lượng cao và được hiệu chuẩn tốt.
• Độ cong vênh hoặc co ngót: khả năng một chi tiết sẽ bị cong vênh hoặc co ngót trong khi in. Mặc dù thiết kế đóng vai trò lớn trong việc xác định xem các bộ phận sẽ cong vênh hay co ngót, một số quy trình vốn dễ bị cong vênh hoặc co ngót hơn những quy trình khác.
• Yêu cầu về cấu trúc hỗ trợ: với nhiều công nghệ in 3D, số lượng cấu trúc hỗ trợ bạn phải loại bỏ sau khi in sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của bề mặt và tính năng của chi tiết được in.

Độ chính xác về kích thước của công nghệ in 3D FDM

Các máy in FDM lý tưởng cho việc tạo mẫu chi phí thấp, trong đó hình thức và sự phù hợp quan trọng hơn chức năng. Các bộ phận được in bằng cách phun vật liệu lỏng qua kim phun để tạo thành từng lớp mỏng.

Với công nghệ FDM, độ chính xác của các sản phẩm nhỏ bị ảnh hưởng bởi kích thước dòng vật liệu phun ra qua kim phun và độ chính xác định vị của kim phun; mặt khác, các sản phẩm lớn bị ảnh hưởng bởi tốc độ nguội không đồng đều ở các vị trí khác nhau trên sản phẩm, ứng suất bên trong khiến bản in bị biến dạng dẫn đến cong vênh hoặc co ngót. Độ cong vênh và co ngót này phụ thuộc nhiều vào loại vật liệu sử dụng trong in 3D FDM.

Thêm nữa, các chi tiết được in bằng máy in FDM thường cần có cấu trúc hỗ trợ. Mặc dù phần mềm thiết kế có tính đến các cấu trúc hỗ trợ và thường điều chỉnh để đạt được kích thước lý tưởng, nhưng quá trình xử lý hậu kỳ có thể gây ra một số sai lệch về kích thước đối với các bộ phận cần khối lượng lớn vật liệu hỗ trợ. Ngoài ra còn có sự khác biệt về độ chính xác giữa máy in FDM để bàn và máy in FDM công nghiệp.

Độ chính xác về kích thước của công nghệ in 3D SLA

Công nghệ SLA cung cấp độ chi tiết và độ chính xác cao với nhiều loại vật liệu phù hợp cho các đặc điểm khác nhau của sản phẩm. Tuy nhiên sản phẩm in 3D bằng công nghệ này cần được xử lý dưới ánh sáng UV để cứng lại trong một thời gian và điều này dẫn đến co ngót. Lực kéo trong quá trình in cũng có thể khiến những bản in mềm hoặc có độ mỏng lớn dễ bị cong.

Độ chính xác về kích thước của công nghệ in 3D SLS

Máy in 3D SLS có thể tạo ra các bộ phận có độ chính xác cao và có thể in các thiết kế có hình dạng phức tạp. Để giảm thiểu khả năng cong vênh xảy ra, các bộ phận được để trong bột để nguội từ từ (thường là trong 50% tổng thời gian dựng).

Độ chính xác về kích thước của các công nghệ in 3D khác

Một số công nghệ in 3D khác như SLM hay EBM có độ chính xác khoảng ±0,1 mm; MJ có độ chính xác khoảng ±0,05 mm. 

Làm thế nào để cải thiện độ chính xác trong in 3D

Mặc dù bạn không thể điều chỉnh máy in 3D để bàn với mong muốn tạo ra các sản phẩm có chất lượng của máy in 3D công nghiệp, nhưng bạn có thể đạt được độ chính xác cao hơn khi in 3D bằng cách thay đổi một số thông số in nhất định và thực hiện các bước quan trong khác như dưới đây.

• Thiết kế các chi tiết phù hợp với loại máy in, loại bỏ hoặc đơn giản hóa các tính năng khó.
• Xuất tệp STL ở độ phân giải cao nhất có thể.
• Hiệu chỉnh máy in 3D định kỳ hoặc trước các công việc quan trọng.
• Sử dụng giá đỡ chắc chắn để ổn định vật thể khi in và cẩn thận khi tháo giá đỡ để không làm ảnh hưởng đến chi tiết được in.
• Sử dụng bàn in gia nhiệt (FDM) hoặc buồng gia nhiệt (SLS) để duy trì nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ chi tiết để giảm biến dạng.
• Đảm bảo độ căng vừa phải của dây đai máy in và độ thẳng của các thanh ray tuyến tính.
• Hạn chế tăng tốc độ in quá nhanh, in với tốc độ chậm hơn có thể giúp đảm bảo độ chính xác tốt hơn.

Tổng kết

Trên đây là thông tin về độ chính xác kích thước trong một số công nghệ in 3D phổ biến hiện nay. Hy vọng với bài viết này, các bạn sẽ có thêm những kiến thức về công nghệ in 3D và có những lưu ý phù hợp để đạt được kích thước của sản phẩm in 3D chính xác hơn.

Tin tức mới nhất

Bốn nguyên tắc chính của thiết kế cho sản xuất bồi đắp (DfAM)

Những ưu điểm và nhược điểm của in 3D là gì?

Tinh Hà cùng các đối tác tổ chức hội thảo về công nghệ gia công khuôn mẫu

Đúc là gì? Ưu nhược điểm các loại phương pháp đúc khác nhau

Các định dạng file in 3D và cách sử dụng phù hợp

Các sản phẩm in 3D có độ chính xác về kích thước thế nào?

Tìm hiểu về hệ thống bầu kẹp dao HSK

FARO ra mắt FaroArm Quantum X: Độ chính xác vượt trội