Trên thế giới hiện nay có khoảng hơn 30 công nghệ chế tạo mẫu nhanh đang được sử dụng và thương mại hoá. Dưới dây xin trình bày một số công nghệ tạo mẫu nhanh như sau:
- Phương pháp SLA (Stereo lithography apparatus): Tạo ra các mẫu từ vật liệu cao su bắt sáng lỏng (photocurable resin). Khi nguồn laser được điều khiển theo tín hiệu của máy tính quét phủ mặt cắt ngang của mô hình 3D sẽ làm hoá cứng một lớp. Sau đó, mặt bàn gia công hạ xuống một nấc và cứ thế dần dần hình thành mẫu theo từng lớp một.
- Phương pháp SGC (Solid Ground Curing): Khác với SLA, SGC không sử dụng nguồn laser điểm mà dùng chùm ánh sáng cực tím chiếu lên toàn bề mặt đã được che chắn qua một mặt nạ (mask). Phần vật liệu hở sáng sẽ đông cứng thành một lớp. Mặt nạ là một tấm phim âm bản của tiết diện được cắt.
- Phương pháp LOM (Laminated Object Manufacturing): Dùng vật liệu dạng tấm có phủ keo dính (chủ yếu là giấy nhưng cũng có thể dùng tấm nhựa, tấm kim loại…). Nguồn laser tạo ra từng lớp mặt cắt bằng cách cắt tấm vật liệu theo đường biên của mặt cắt vật thể. Các lớp mặt cắt được dán lần lượt chồng lên nhau nhờ hệ thống con lăn gia nhiệt.
- Phương pháp SLS (Selective Laser Sintering): Là phương pháp thiêu kết bằng tia laser, với vật liệu tạo mẫu có thể là kim loại, nhựa, thủy tinh, gốm. Sau khi con lăn trải ra trên mặt bàn công tác một lớp bột vật liệu với chiều dày đã được xác định trước, nguồn laser sẽ quét phủ trên bề mặt cần tạo lớp, giúp các hạt vật liệu dính kết với nhau tạo thành một lớp. Mỗi bước di chuyển thẳng đứng của hệ thống thiết bị sẽ hình thành ra lớp tiếp theo.
- Phương pháp in 3D: Hoạt động theo nguyên tắc in “phun mực”, gần giống với các phương pháp trên nhưng sử dụng vật liệu được kết dính bằng keo. Một loại mực keo đặc biệt được phun lên lớp bột nhựa đã được trải phẳng và hoá cứng, giúp tạo ra vật thể mẫu theo từng lớp một.
- Phương pháp FDM (Fused Deposition Manufacturing): Dùng vật liệu dạng dây dễ chảy, ví dụ nhựa ABS. Sợi dây qua đầu gia nhiệt sẽ hoá dẻo và được trải lên mặt nền theo đúng biên dạng mặt cắt của mẫu, theo từng lớp có chiều dày bằng chiều dày lớp cắt. Nhựa dẻo sẽ liên kết theo từng lớp cho đến khi tạo xong mẫu.
- Phương pháp MJM (Multi Jet Modeling): Đây là phương pháp độc quyền của hãng 3D Systems. Phương pháp sử dụng ma trận các đầu in phun in vật liệu nhựa nóng chảy thành hình mặt cắt tiết diện (lớp cắt). Từng lớp được hóa cứng nhờ tia UV trước khi in lên lớp mới.
Với tính năng đa dạng và tính ứng dụng cao, các công nghệ tạo mẫu nhanh mở ra một tương lai đầy hứa hẹn cho các nhà sản xuất và gia công cơ khí.
Văn phòng NSCL biên dịch
