In 3D công nghệ “hàn đắp kim loại trực tiếp”, giống như công nghệ SLS, là công nghệ hàn đắp từng lớp kim loại để tạo ra vật thể 3D. Khác với công nghệ SLS khi laser lựa chọn hình dạng lớp bột kim loại để hàn đắp, in 3D công nghệ DMLS lớp bột kim loại thừa sẽ được loại bỏ ra khỏi vùng làm việc trước khi laser hoạt động. Do đó công nghệ này làm việc giống như xây các tòa nhà cao tầng, từng tầng, từng tầng một.
- SLS – In 3D công nghệ “hàn đắp laser chọn lọc”.
- DMLS – In 3D công nghệ “hàn đắp laser trực tiếp”.
- SLM – In 3D công nghệ “hàn chảy laser chọn lọc”.
- EBM – In 3D công nghệ “hàn chảy chùm electron”.
- EBF3 – In 3D công nghệ làm nóng chảy bằng chùm electron hình dạng bất kỳ.
- Xu hướng phát triển của các công nghệ in 3D kim loại trong tương lai.
In 3D công nghệ DMLS “hàn đắp kim loại trực tiếp”
Lịch sử hình thành
Nói chung, lịch sử hình thành DMLS bắt đầu từ khi xuất hiện ý tưởng về quá trình in 3D này. Lúc đó, DMLS có tên là “Phương pháp sản xuất các chi tiết với hình dạng bất kỳ từ bột kim loại”. Phương pháp này đã đăng ký bằng sáng chế bởi nhà khoa học Pháp Pierre Ciraud vào năm 1971. Sau đó 6 năm, vào năm 1977 Ross Housholder đã hoàn thiện phương pháp này.
Vào những năm 80 công nghệ này càng phát triển nhanh chóng. Những người đã góp công sức rất lớn là Carl Decard, Michael Fagin và Frank Arsella. Đặc biệt vào năm 1987, chiếc máy in đầu tiên sử dụng công nghệ DMLS với mục đích thương mại, đã được tạo ra bởi một sinh viên trường Đại học Texas, Austin Decard và giáo sư hướng dẫn Beeman của mình.
Cũng trong năm đó họ thành lập công ty Nova Automation. Năm 1989 bắt đầu in sản phẩm 3D bằng kim loại đầu tiên. Lúc đầu, Nova Automation là 1 trong 3 công ty sản xuất máy in 3D lớn nhất. Nhưng đến năm 2001 công ty này cũng bị mua lại bởi tập đoàn 3D Systems và thời điểm đó thị trường in 3D chỉ còn là sân chơi của hai ông lớn 3D Systems và EOS (USA).
Đặc điểm quá trình công nghệ DMLS
Mô hình số 3D (phần mở rộng *.STL) sẽ được nạp vào máy tính (PC) kết nối với máy in 3D DMLS.
Trên giá in của máy in 3D sẽ được phủ một lớp bột kim loại mỏng có độ dày bằng độ dày của lớp (tối đa 20𝜇m). Lớp bột kim loại được làm phẳng đều và theo hình dạng thiết lập từ mô hình số 3D. Phần bột dư thừa sẽ được đẩy ra khỏi vùng làm việc của laser.
Lúc này laser sẽ làm việc và in lớp đầu tiên của vật thể. Công suất của laser từ 200W đến 1000W. Giá in hạ xuống một khoảng bằng độ dày lớp in, bột kim loại được phủ lên và quá trình lặp lại cho đến khi in xong vật thể.
Tốc độ và chất lượng in 3D phụ thuộc rất nhiều vào công suất của laser. Chúng tỷ lệ nghịch với nhau, tức là, công suất của laser càng lớn, chất lượng in càng thấp. Tìm ra được tỷ lệ thích hợp chính là know how của mỗi công ty.
Một số hình ảnh về sản phẩm in 3D DMLS:
Vật liệu in 3D công nghệ DMLS:
– Đồng;
– Thép không gỉ hoặc tương đương;
– Hợp kim siêu bền Coban-Molipden-Crom;
– Hợp kim Titan;
– Hợp kim Nikel (inconel);
– Hợp kim nhôm.
Ứng dụng in 3D DMLS
Các sản phẩm của công nghệ in 3D ngày càng được ứng dụng nhiều. Đặc biệt việc thay thế và chế tạo mới các lớp vỏ cho điện thoại và xe hơi. Nhờ công nghệ DMLS các công ty có thể chế tạo được các mẫu nhanh chóng và không quá tốn kém. Cụ thể, sản phẩm của chúng được sử dụng trong các lĩnh vực:
– Y học, khi chế tạo thử và cấy ghép răng giả;
– Hàng không vũ trụ, để chế tạo các chi tiết với các chức năng đầy đủ của động cơ và tuốc-bin;
– Sản xuất loạt (nhỏ); – Trong kỹ thuật rô-bốt và nghiên cứu khoa học, công nghệ này cho phép tăng đáng kể tốc độ sản xuất các chi tiết thường được sử dụng nhiều.
Một số đặc điểm của DMLS
Ưu điểm
– Chi tiết với hình dạng phức tạp bất kỳ;
– Khối lượng nhỏ hơn so với phương pháp đúc, do độ chính xác lớn hơn;
– Độ bền lớn;
– Bền và chịu nhiệt tốt.
Hạn chế
– So với công nghệ tương tự, như hàn chảy bằng điện, tốc độ in chậm hơn và sản phẩm in kém bền hơn;
– Các máy in DMLS giá thành rất đắt.
