Phẫu thuật một chiếc máy in 3D – bên trong máy in có gì?

Bạn là người mới tìm hiểu và chưa có nhiều kiến thức về máy in 3D? Bài viết này sẽ trình bày những thành phần quan trọng nhất cả trong lẫn ngoài một chiếc máy in 3D điển hình ( công nghệ FDM). Qua đó, bạn sẽ trả lời được câu hỏi  “máy in 3D hoạt động như thế nào?”

FDM là công nghệ in 3D giá rẻ sử dụng phương pháp “nung chảy” vật liệu in 3D dạng sợi nhựa . Tên chính thức: fused filament fabrication (FFF) hoặc fused deposition modeling (FDM). 

Thành phần cơ khí gồm có

Bàn in:

• Là một cụm bộ phận gồm có: khay in ( kiếng/nhôm), khung trợ lực, và bên dưới có nhiệt trở, cảm biến điện dung…( ở một số máy đặc biệt)

Bộ phận gia nhiệt

Đa phần máy in sẽ có phần gia nhiệt ở dưới bàn in, để phục vụ một số tác vụ nhất định: in nhựa ABS, nhựa dẽo, nhựa gỗ… Một số máy in không có bộ phận gia nhiệt, điều này sẽ làm hạn chế trong trường hợp cần in vật liệu đặc biệt, hoặc các mẫu in quá lớn mà yêu cầu gia nhiệt 50-60 độ C để hạn chế cong vênh!

Khay in

Là một chi tiết có mặt phẳng “tuyệt đối” thường làm bằng kiếng hoặc nhôm hợp kim. Có thể là hình tròn hoặc hình chữ nhật. Nhiệm vụ của khay in là để mẫu in bám lên trên đấy, đồng thời ( hoặc) truyền nhiệt từ bàn in lên. Người ta thường dán lên khay in các tấm kapton, bluetap, hoặc bô keo,… để tăng độ bám dính mẫu in 3D: Nên dùng keo gì để mẫu bám dính vào bàn in 3D?

Bộ đùn

Đây là bộ phận quan trọng bậc nhất của máy in, nơi tập trung nhiều công nghệ và những cải tiến nhằm tăng chất lượng mẫu in 3D. Bộ đùn bao gồm 2 phần : Phần nóng và phần tản nhiệt.

Phần nóng: về cơ bản tương tự một khẩu súng bắn keo sáp. Nó có một cơ cấu kéo sợi dây nhựa in 3D và, nung nóng rồi đùn ra ngoài.

Phần mát: có các lá tản nhiệt, quạt làm mát,… để cân bằng nhiệt độ ở một mức nhất định!

Hiện nay, có 2 cơ cấu đùn chủ yếu: Bộ đùn kín ( tất cả các thành phần được gom nằm chung với nhau), và Bộ đùn hở ( phần kéo nhựa nằm tách biệt với phần gia nhiệt)

Mời bạn xem tiếp vài thành phần nằm trong bộ đùn:

Bánh răng kéo nhựa

Bộ kéo nhựa có 2 phần: 1 bánh răng chuyển động ép vào sợi nhựa và kéo nó đi. Một bánh xe lăn làm nhiệm vụ tạo điểm tì để bánh răng kia kéo sợi nhựa đi.

Bộ tản nhiệt

Dây gia nhiệt

Đây là một thiết bị điện, chính xác là một nhiệt trở. CHuyên làm nhiệm vụ gia nhiệt cho đầu đùn của máy in 3D.

Cảm biến nhiệt

Bo mạch chủ sẽ điều khiển nguồn năng lượng cần cấp cho dây nhiệt trở, tuy nhiên, nó cần sự phản hồi về thông số. Thiếu sẽ cấp thêm, và dư thì ngừng lại và tăng tốc độ quạt tản nhiệt… Cần có cảm biến nhiệt để làm điều này!

Đầu in

Bộ phận này thường xuyên phải thay, và có thể lắp lẫn giữa các máy in với nhau. Kích thước lỗ in thường là 0,3-0,8mm…

Quạt tản nhiệt

Ngoại trừ các quạt tản nhiệt cho bo mạch, bộ đùn. Thì quạt tản nhiệt cho mẫu in 3D ( ở phần nhựa vừa mới đùn ra) là cực kỳ quan trọng. Nó giúp cho nhựa nhanh khô hơn, giúp ổn định hình dạng mẫu in!

Cơ cấu chuyển động của máy in

Về cơ bản, có 2 hệ chuyển động chính: Delta và Catesian

Delta: các thanh trượt và con lăn dẫn động song song nhau. Mỗi sự sai khác về độ cao 3 trục sẽ tạo nên chuyển động của đầu phun!

Catesian: Hệ chuyển động được điều khiển và dẫn hướng bởi các động cơ/ trục được bố trí vuông góc với nhau.

Thanh ren

Đây là phần “xương” để truyền lực nâng bàn in hoặc đầu in lên xuống theo trục Z. ( chỉ có ở máy in 3D Catesian

Dây đai

Dây đai là chi tiết thường hay dùng để truyền động các trục X – Y. Dây đai khá phổ biến và giá cũng rất rẻ. Ngoài ra, việc căng dây đai cũng khá quan trọng nhằm đảm bảo độ chính xác của tọa độ đầu in!

Động cơ bước

Không giống như động cơ thường, động cơ bước ( Stepper motor) được điều khiển bằng các xung, mỗi xung sẽ tương ứng với một giá trị góc quay nhất định của động cơ…

Linh kiện điện tử

Bo mạch chủ

Đây là thành phần đóng vai trò đầu não của máy in 3D. Mọi thông số, các quy tắc vận hành sẽ được nạp vào bộ nhớ của mạch chủ.

Driver: Là cổng giao tiếp, và “chuyển” các lệnh vận hành từ mạch chủ tới động cơ bước, quạt, cảm biến nhiệt…

Màn hình LCD

Hiện nay, đa phần máy in 3D đã chuyển sang dùng màn hình điều khiển cảm ứng.

Phần “chứa mực in”

Nói tới máy in, không thể bỏ qua phần mực. Như đã trình bày ở trên, một chiếc máy in 3D FDM ử dụng mực in 3D dạng sợi nhựa. Có khá nhiều thương hiêu, và chủng loại nhựa, bạn có thể tham khảo 2 loại nhựa in 3D : https://in3dplus.com/shop/soi-nhua-in-3d-abs-pla/ (ABS, PLA, khá phổ biến hiện nay)

Tất cả những bộ phận trên đều đúng với các loại máy in FDM, bao gồm cả máy in 3D mini giá rẻ đang được sử dụng trong trường học!

Video máy in 3D giá rẻ hoạt động: