Tìm hiểu về độ phân giải máy in 3D FDM: Từ cơ bản đến cải tiến

Trong lĩnh vực in 3D đang phát triển nhanh chóng, đã có những tiến bộ đáng kể trong công nghệ FDM (mô hình lắng đọng nóng chảy). Từ khi độ chính xác in ban đầu dao động khoảng 0,5mm, chúng ta đã thấy một bước nhảy vọt đáng kể. Ngày nay, các máy in FDM công nghiệp hàng đầu có thể đạt được độ phân giải đáng kinh ngạc 0,05 mm. Độ chính xác này tăng gấp mười lần, mở ra những khả năng mới và đặt ra những câu hỏi mới. Độ phân giải chính xác của in 3D FDM là gì? Điều này có ý nghĩa gì đối với tương lai của in 3D? Bài viết này đi sâu vào những vấn đề này, tiết lộ các khái niệm chính về độ phân giải máy in 3D FDM.

Định nghĩa độ phân giải máy in 3D FDM

Máy in 3D FDM rất phổ biến trong số những người đam mê 3D và những người đam mê thủ công vì mức giá nhập cảnh và giá cả phải chăng. Một câu hỏi thường được hỏi khi mua máy in 3D là "Độ phân giải của máy in này là gì?" Độ phân giải máy in 3D là một tham số quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của các đối tượng in.

Nói một cách đơn giản, độ phân giải máy in 3D đề cập đến mức độ chi tiết mà máy in có thể đạt được, trong khi in 3D FDM đề cập đến chuyển động tối thiểu mà máy in có thể thực hiện theo hướng X, Y và Z. Nó thường được đo bằng micron - số càng nhỏ, độ phân giải càng cao và chi tiết có thể được in tốt hơn.

Tại thời điểm này, điều quan trọng là phải hiểu cách máy in 3D FDM độ phân giải cao hoạt động. Ban đầu, máy in FDM 3D đưa vật liệu nhiệt dẻo từ cuộn dây vào mô-đun sưởi và vòi phun để làm tan chảy vật liệu. Hệ thống điều khiển máy tính của máy in sau đó được thiết kế dựa trên mô hình 3D được đặt trước, chỉ ra rằng vòi phun di chuyển dọc theo một con đường cụ thể trên trục X và Y (hoặc ngang), ép đùn vật liệu nóng chảy.

Quá trình này giống như kem lăn, được xếp chồng lên nhau trên một chiếc giường in. Sau khi hoàn thành một lớp, giường di chuyển khoảng cách được xác định trước dọc theo trục Z (hoặc dọc) để nhường chỗ cho lớp tiếp theo. Sau đó, vòi phun bắt đầu ép vật liệu của lớp tiếp theo, bám chặt vào bề mặt của lớp trước. Bằng cách này, máy in có thể xây dựng các mô hình 3D phức tạp theo từng lớp.

● Độ phân giải ngang

Độ phân giải ngang của in 3D FDM phần lớn được xác định bởi độ chính xác của động cơ bước, điều khiển tốc độ di chuyển của đầu in (hoặc giường in). Kích thước hoặc độ mịn của răng trên vành đai X/Y cũng ảnh hưởng đến độ phân giải, mặc dù hiệu ứng này thường là tối thiểu miễn là răng có tỷ lệ lý tưởng với bánh răng được gắn vào động cơ bước.

Độ phân giải XY đặc biệt quan trọng khi in các bộ phận để phù hợp với nhau. Độ phân giải XY cao đảm bảo rằng các bộ phận được in với kích thước chính xác được chỉ định trong mô hình 3D, cho phép chúng phù hợp hoàn hảo với nhau.

● Độ phân giải dọc

Độ phân giải dọc, thường được gọi là chiều cao lớp, chủ yếu bị ảnh hưởng bởi đường kính vòi phun và độ chính xác của động cơ bước, điều khiển chuyển động của nền tảng xây dựng (hoặc đầu in) dọc theo trục Z.

Đường kính vòi phun:

Vòi phun là một phần của máy in 3D được sử dụng để ép các sợi nóng chảy vào nền tảng xây dựng. Đường kính của vòi phun xác định độ dày của sợi mà nó đùn ra. Đường kính vòi phun nhỏ hơn sẽ ép ra các sợi mịn hơn, cho phép các lớp mỏng hơn và do đó chiều cao lớp nhỏ hơn. Ngược lại, đường kính vòi phun lớn hơn sẽ ép ra các sợi mỏng dày hơn, dẫn đến các lớp dày hơn và chiều cao lớp lớn hơn.

Độ chính xác của động cơ bước:

Động cơ bước chịu trách nhiệm xây dựng nền tảng (hoặc đầu in) di chuyển lên xuống dọc theo trục Z. Độ chính xác của động cơ bước xác định một bước nhỏ mà nó có thể đi, do đó xác định chiều cao lớp tối thiểu mà máy in có thể đạt được. Động cơ bước với độ chính xác cao hơn có thể thực hiện các bước nhỏ hơn dẫn đến chiều cao lớp nhỏ hơn.

Chiều cao của lớp càng nhỏ (độ phân giải càng cao), bề mặt càng mịn và các tính năng càng chi tiết, vì lớp càng mỏng thì khả năng hiển thị càng thấp. Điều này đặc biệt quan trọng khi in các đối tượng có bề mặt cong hoặc nghiêng, vì chiều cao lớp nhỏ hơn sẽ sao chép các hình dạng này chính xác hơn.

Tuy nhiên, chiều cao lớp nhỏ hơn cũng có nghĩa là đối tượng in cần nhiều lớp hơn, điều này làm tăng đáng kể thời gian in. Do đó, khi chọn chiều cao lớp, điều quan trọng là phải cân bằng giữa chất lượng in và tốc độ in.

Máy in 3D FDM thực sự có thể được chia thành các loại công nghiệp và máy tính để bàn, mỗi loại có khả năng sử dụng và độ phân giải điển hình riêng.

Trong thế giới năng động của in 3D, máy in 3D FDM chủ yếu được chia thành hai loại: cấp công nghiệp và cấp máy tính để bàn.

Máy in cấp công nghiệp được sử dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ và sản xuất thường sử dụng các sợi chịu nhiệt độ cao như PEEK. Các máy in này được tùy chỉnh đặc biệt để tạo ra các thành phần lớn, với độ phân giải máy in 3D dao động từ 50 micron đến 250 micron.

Mặt khác, máy in để bàn phù hợp hơn cho những người đam mê cá nhân, các tổ chức giáo dục và các doanh nghiệp nhỏ. Chúng thường in các đối tượng có kích thước nhỏ đến trung bình với độ phân giải in từ 100 đến 300 micron.

Lấy HPRT F210 làm ví dụ. Máy in 3D nhập cảnh này là hoàn hảo cho môi trường giáo dục và những người đam mê thủ công. Khi người dùng nhập tệp mô hình 3D của họ, máy in 3D FDM độ phân giải cao này có thể xử lý vô số tác vụ in 3D liên tục - từ tạo tác phẩm nghệ thuật được cá nhân hóa đến tạo ra các mô hình khác nhau, công cụ giảng dạy và các bộ phận tùy chỉnh.

HPRT F210 được thiết kế hoàn toàn bằng kim loại với cấu trúc cổng vững chắc đảm bảo độ phân giải in 3D lên đến 200 micron, đáp ứng một loạt các nhu cầu in 3D.

Về khả năng sử dụng, giao diện trực quan của nó được hiển thị trên màn hình UI hiện đại, giúp điều hướng và điều chỉnh cài đặt dễ dàng. Các tấm kính kiểm tra của thiết bị đảm bảo độ bám dính mạnh mẽ, giảm cơ hội in cong vênh và hỗ trợ trích xuất nhanh chóng và thủ công mô hình.

Khi được đặt cạnh các mô hình tiêu chuẩn trên thị trường, phiên bản F210 nâng cao nổi bật với hệ thống bảo vệ thông minh của nó. Nó có các tính năng như phát hiện gián đoạn dây tóc và phục hồi mất điện, làm giảm hiệu quả thời gian bị mất do thiếu vật liệu và loại bỏ các vòng quay rỗng.

Tương thích với các sợi có đường kính 1,75 mm như PLA, TEPG, TPU, v.v., F210 có nhiều tiềm năng ứng dụng. Những người đam mê DIY có thể sử dụng các tính năng của nó để tạo ra các vật dụng hàng ngày như nắp chai hoặc giá đỡ điện thoại di động. Trong giáo dục, máy in trở thành một công cụ tương tác cho phép giáo viên và sinh viên biến các khái niệm lý thuyết thành các mô hình thực hành thực tế, làm cho việc học tương tác hơn và nuôi dưỡng sự sáng tạo của sinh viên.

Làm thế nào để cải thiện độ phân giải của máy in 3D FDM

Độ phân giải của máy in 3D có thể được cải thiện bằng cách tinh chỉnh cài đặt máy in, sử dụng vòi phun tinh tế hơn, giảm tốc độ in và đảm bảo máy in được hiệu chỉnh tốt. Nó cũng quan trọng để sử dụng vật liệu in chất lượng cao.

● Độ chính xác của máy in: Độ chính xác vốn có của máy in 3D đóng một vai trò quan trọng. Các yếu tố như độ chính xác sản xuất và lắp ráp của máy in 3D và độ rung hoạt động đều ảnh hưởng đến độ chính xác in cuối cùng. Độ chính xác của máy in phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác và độ tin cậy của các bộ phận cơ khí của nó, đặc biệt là những bộ phận chịu trách nhiệm di chuyển.

● Độ dày lớp: Độ dày lớp hoặc chiều cao lớp là một khía cạnh quan trọng khác. Mỗi lớp có độ dày nhất định, tạo ra các bước có thể nhìn thấy trên bề mặt của đối tượng in.

Chúng rõ ràng hơn ở độ cao lớp lớn và ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác kích thước và độ nhám bề mặt của đối tượng in. Mặc dù không thể loại bỏ hoàn toàn các bậc thang này trong in FDM, khả năng hiển thị của chúng có thể bị giảm bằng cách đặt độ dày lớp nhỏ hơn.

● Đặc tính vòi phun: Đường kính và nhiệt độ của vòi phun đóng một vai trò quan trọng trong quá trình in. Đường kính của vòi phun xác định chiều rộng của sợi đùn, ảnh hưởng đến độ chính xác của bản in.

Cài đặt chiều cao lớp cũng ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt của bản in: vòi phun có đường kính lớn hơn dẫn đến chiều cao lớp dày hơn và in nhanh hơn, nhưng in thô hơn. Ngược lại, các vòi phun có đường kính nhỏ hơn có thể tạo ra các bản in tốt hơn, mặc dù chậm hơn.

Nhiệt độ của vòi phun ảnh hưởng đến hiệu suất liên kết, hiệu suất xếp chồng và tốc độ dòng chảy của sợi. Điều quan trọng là đảm bảo nhiệt độ vòi phun không quá thấp hoặc quá cao. Nhiệt độ thấp làm tăng độ nhớt của vật liệu, do đó làm chậm tốc độ đùn. Ngược lại, nhiệt độ cao làm cho vật liệu giống như chất lỏng hơn, giảm độ nhớt và tăng lưu lượng, có thể dẫn đến đùn không chính xác.

Chất lượng in có thể được cải thiện đáng kể bằng cách nghiên cứu sâu hơn các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của bản in và thực hiện các điều chỉnh cần thiết. Cho dù bản in được sử dụng cho mục đích giáo dục, sản xuất công nghiệp hoặc chỉ cho các dự án DIY thông thường, sự cải tiến này là hiển nhiên. Tuy nhiên, với sự phức tạp của in 3D - bao gồm các yếu tố và thông số khác nhau - cải thiện độ chính xác in thường đòi hỏi sự kết hợp giữa kinh nghiệm thực tế và học tập lặp đi lặp lại.

Vì vậy, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng máy in 3D HPRT F210. Biến mùa hè này thành một mùa của sự đổi mới và sáng tạo. Với cam kết và quyết tâm của bạn, bạn có thể đạt được những tiến bộ đáng kể trong in 3D. Là một nhà sản xuất thiết bị máy in đáng tin cậy, HPRT đang tăng cường sự tham gia của mình trong ngành in 3D, mở rộng phạm vi sản phẩm và cung cấp các dịch vụ OEM và ODM. Nếu bạn quan tâm đến máy in 3D của chúng tôi, chúng tôi hoan nghênh bạn liên hệ với chúng tôi.