Các công ty trên toàn thế giới gần đây đã chuyển sang in 3D để tạo ra các bộ phận kỹ thuật một cách nhanh chóng đồng thời tiết kiệm một số tiền trong quá trình này. Tuy nhiên, việc phát triển các phiên bản 3D của các mảnh liên quan đến việc sử dụng các vật liệu mới có thể không bền bằng. Vậy, các bộ phận in 3D có bền không?

Các bộ phận in 3D rất bền, đặc biệt khi sử dụng dây tóc chuyên dụng như PEEK hoặc Polycarbonate, được sử dụng cho kính chống đạn và khiên chống bạo động. Mật độ infill, độ dày của tường và hướng in có thể được điều chỉnh để tăng độ bền.

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của chi tiết 3D. Vì vậy, chúng ta sẽ xem xét các vật liệu được sử dụng trong quá trình in 3D, độ bền thực sự của chúng và bạn có thể làm gì để tăng độ bền cho các bộ phận được in 3D của mình.

Có phải Các bộ phận in 3D yếu hơn & Dễ vỡ?

Không, các bộ phận được in 3D không yếu hơn và dễ vỡ trừ khi bạn in 3D chúng với các cài đặt không tạo ra độ bền. Tạo bản in 3D có mức độ thấm thấp, bằng vật liệu yếu hơn, độ dày thành mỏng và nhiệt độ in thấp có khả năng dẫn đến bản in 3D yếu và dễ vỡ.

Bạn thấy thế nào Làm cho các bộ phận in 3D bền hơn?

Hầu hết các vật liệu in 3D đều khá bền, nhưng có một số điều có thể được thực hiện để tăng độ bền tổng thể của chúng. Điều này chủ yếu liên quan đến các chi tiết nhỏ trong quá trình thiết kế.

Quan trọng nhấtsẽ phải điều chỉnh độ dày của tường, và số lượng tường. Vì vậy, chúng ta hãy xem mỗi yếu tố này có thể tác động như thế nào đến độ bền của cấu trúc in 3D.

Tăng mật độ lấp đầy

Infill là thứ được sử dụng để lấp đầy các bức tường của bản in 3D phần. Đây thực chất là hoa văn bên trong bức tường làm tăng thêm mật độ của toàn bộ tác phẩm. Nếu không có bất kỳ chất độn nào, các bức tường của bộ phận 3D sẽ hoàn toàn rỗng và khá yếu đối với các lực bên ngoài.

Infill là một cách tuyệt vời để tăng trọng lượng của bộ phận 3D, đồng thời cải thiện độ bền của bộ phận tại đồng thời.

Có rất nhiều kiểu chèn khác nhau có thể được sử dụng để cải thiện độ bền của sản phẩm in 3D, bao gồm cả kiểu chèn dạng lưới hoặc kiểu chèn dạng tổ ong. Tuy nhiên, lượng chất độn sẽ quyết định cường độ.

Đối với các bộ phận 3D thông thường, tối đa 25% có thể là quá đủ. Đối với các chi tiết được thiết kế để hỗ trợ trọng lượng và tác động, càng gần 100% càng tốt.

Tăng số lượng tường

Hãy coi các bức tường của chi tiết in 3D giống như dầm đỡ trong một ngôi nhà. Nếu một ngôi nhà chỉ có bốn bức tường bên ngoài và không có dầm đỡ hoặc tường bên trong, thì hầu như bất cứ thứ gì cũng có thể khiến ngôi nhà sụp đổ hoặc gục ngã dưới bất kỳ trọng lượng nào.

Tương tự như vậy, độ bền của bản in 3D mảnh sẽ chỉ tồn tại khi có những bức tường để hỗ trợ trọng lượng và tác động. Đó chính xác là lý do tại saotăng số lượng vách ngăn bên trong chi tiết in 3D có thể tăng độ bền của cấu trúc.

Đây là một chiến lược đặc biệt hữu ích khi nói đến các chi tiết in 3D lớn hơn với diện tích bề mặt lớn hơn.

Tăng độ dày của tường

Độ dày thực tế của tường được sử dụng trong sản phẩm in 3D sẽ xác định mức độ tác động và trọng lượng mà một bộ phận có thể chịu được. Đối với hầu hết các trường hợp, tường dày hơn sẽ có nghĩa là tổng thể sản phẩm bền và chắc chắn hơn.

Tuy nhiên, dường như có một điểm khó in các chi tiết in 3D khi tường quá dày.

Điều tuyệt vời nhất khi điều chỉnh độ dày của thành là độ dày có thể thay đổi tùy theo diện tích của bộ phận. Điều đó có nghĩa là thế giới bên ngoài có thể sẽ không biết rằng bạn đã làm dày bức tường trừ khi họ cắt đôi mảnh của bạn để mổ xẻ nó.

Nói chung, những bức tường cực mỏng sẽ khá mỏng manh và sẽ không thể để hỗ trợ mọi trọng lượng bên ngoài mà không bị sập.

Thông thường, tường dày ít nhất 1,2mm sẽ bền và chắc đối với hầu hết các vật liệu, nhưng tôi khuyên bạn nên dày tới 2mm+ để có mức độ bền cao hơn.

Độ bền của vật liệu được sử dụng để tạo các bộ phận 3D

Các bộ phận in 3D chỉ có thể bền như vật liệu mà chúng được tạo ra. Như đã nói, một số vật liệu mạnh hơn và bền hơn rất nhiều so với những vật liệu khác. Đó chính xác là lý do tại sao độ bền của các bộ phận in 3D thay đổi như vậyrất nhiều.

Ba trong số các vật liệu phổ biến hơn được sử dụng để tạo các bộ phận 3D bao gồm PLA, ABS và PETG. Vì vậy, hãy cùng thảo luận xem từng loại vật liệu này là gì, chúng có thể được sử dụng như thế nào và chúng thực sự mạnh đến mức nào.

PLA (Axit Polylactic)

PLA, còn được gọi là Axit Polylactic, là có lẽ là vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong in 3D. Nó không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn rất dễ sử dụng để in các bộ phận.

Đó là lý do tại sao nó thường được sử dụng để in hộp nhựa, mô cấy y tế và vật liệu đóng gói. Trong hầu hết các trường hợp, PLA là vật liệu bền nhất được sử dụng trong in 3D.

Mặc dù PLA có độ bền kéo ấn tượng khoảng 7.250 psi, vật liệu này có xu hướng hơi giòn trong các trường hợp đặc biệt. Điều đó có nghĩa là nó có nhiều khả năng bị gãy hoặc vỡ hơn khi bị tác động mạnh.

Cũng cần lưu ý rằng PLA có điểm nóng chảy tương đối thấp. Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, độ bền và độ bền của PLA sẽ suy yếu nghiêm trọng.

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

ABS, còn được gọi là Acrylonitrile Butadiene Styrene, không bền bằng PLA, nhưng điều đó hoàn toàn không có nghĩa là nó là vật liệu in 3D yếu. Trên thực tế, vật liệu này có khả năng chịu tác động mạnh hơn rất nhiều, thường bị uốn cong và uốn cong hơn là bị vỡ hoàn toàn.

Đó là nhờ độ bền kéo khoảng 4.700PSI. Với cấu trúc nhẹ nhưng độ bền ấn tượng, ABS là một trong những vật liệu in 3D tốt nhất hiện có.

Đó là lý do tại sao ABS được sử dụng để sản xuất bất kỳ loại sản phẩm nào trên thế giới. Đây là một vật liệu khá phổ biến khi dùng để in đồ chơi trẻ em như Lego, linh kiện máy tính và thậm chí cả các đoạn đường ống.

Nhiệt độ nóng chảy cực kỳ cao của ABS cũng giúp nó có thể chịu được bất kỳ lượng nhiệt nào.

PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol-Modified)

PETG, còn được gọi là Polyethylene Terephthalate, thường được sử dụng để phát triển các thiết kế và vật thể phức tạp hơn khi in 3D. Đó là bởi vì PETG có xu hướng đặc hơn, bền hơn và cứng hơn nhiều so với một số vật liệu in 3D khác.

Vì lý do chính xác đó, PETG được sử dụng để sản xuất nhiều sản phẩm như hộp đựng thức ăn và biển báo.

Tại sao lại sử dụng công nghệ in 3D?

Nếu các bộ phận in 3D hoàn toàn không mạnh, thì chúng sẽ không được sử dụng làm phương pháp sản xuất thay thế cho nhiều nguồn cung cấp và vật liệu.

Nhưng liệu chúng có bền như kim loại như thép và nhôm không? Chắc chắn là không!

Tuy nhiên, chúng khá hữu ích khi thiết kế các tác phẩm mới, in chúng với chi phí thấp hơn và sử dụng lâu bền. Chúng cũng rất phù hợp cho các bộ phận nhỏ và có độ bền kéo nhìn chung khá phù hợp với kích thước và độ dày của chúng.

Cái gìđiều tuyệt vời hơn nữa là các bộ phận in 3D này có thể được chế tác để tăng cường độ và độ bền tổng thể của chúng.

Kết luận

Các bộ phận in 3D chắc chắn đủ bền để chế tạo các vật dụng bằng nhựa thông thường có thể chịu được một lượng lớn tác động và thậm chí cả nhiệt. Phần lớn, ABS có xu hướng bền hơn nhiều, mặc dù nó có độ bền kéo thấp hơn nhiều so với PLA.

Tuy nhiên, bạn cũng cần xem xét những gì đang được thực hiện để làm cho các bộ phận được in này thậm chí còn bền hơn . Khi bạn tăng mật độ infill, tăng số lượng bức tường và cải thiện độ dày của bức tường, bạn đang tăng thêm sức mạnh và độ bền của sản phẩm in 3D.