In 3D có nguồn gốc từ những năm 1980, đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây và được biết đến như “một trong những biểu tượng quan trọng của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba”. Đầu tháng này, các nhà vật lý tại Đại học Leiden, Hà Lan đã sử dụng phương pháp in 3D để in con tàu nhỏ nhất thế giới, có chiều dài chỉ 30 micron, chỉ lớn gấp 6 lần tế bào vi khuẩn.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi điện tử quét để chụp ảnh con tàu, cho thấy nó có một cabin mở, một ống khói và thậm chí cả những cửa sổ nhỏ. Điều đặc biệt ấn tượng là độ dày của toàn bộ mô hình chỉ bằng XNUMX/XNUMX đường kính sợi tóc người. Các nhà nghiên cứu của dự án cho biết, trong tương lai, họ hy vọng sẽ áp dụng nó vào việc phân phối thuốc vào cơ thể người được nhắm mục tiêu chính xác.

Từ khi chính thức ra đời đến khi bước vào mô hình thu nhỏ, sự thay đổi công nghệ nào đằng sau sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ in 3D? Làm thế nào để các nhà khoa học tạo ra một vật thể trong một không gian cực nhỏ có kích thước vài micromet khối?

Công nghệ in 3D truyền thống có những ưu điểm riêng

Quy trình sản xuất trừ đi truyền thống đề cập đến việc sử dụng các phôi mô hình hình học hiện có và sử dụng các công cụ để cắt, đánh bóng và khắc dần vật liệu, và cuối cùng trở thành các bộ phận cần thiết. Và in 3D, còn được gọi là sản xuất phụ gia, là sử dụng thiết bị in 3D để tạo lớp các mô hình ba chiều kỹ thuật số. Các vật liệu đặc biệt như bột kim loại, vật liệu nhựa nhiệt dẻo và nhựa dẻo liên tục được xếp chồng lên nhau và liên kết từng lớp, và cuối cùng được xếp chồng lên nhau để tạo thành một tổng thể ba chiều.

Cao Jianwei, người đứng đầu Công ty TNHH Tích hợp Hệ thống Dấu hỏi ở Bao Đầu, Nội Mông, nói với các phóng viên: “Nói một cách dễ hiểu, in 3D trước tiên cần thiết kế một mô hình rắn ba chiều. Máy in chuyển đổi mô hình kỹ thuật số thành một tập hợp các hướng dẫn chuyển động theo yêu cầu của máy in ba chiều. Quỹ đạo thiết lập lặp đi lặp lại đặt vật liệu trên tấm in và kết hợp các lớp vật liệu liên tục cho đến khi hình thành mô hình ba chiều cuối cùng. "

Điều này được hiểu rằng công nghệ lắng đọng nhiệt hạch (FDM) và công nghệ đóng rắn bằng ánh sáng (SLA) hiện là hai công nghệ in 3D phổ biến và trưởng thành nhất.

"In 3D lắng đọng hợp nhất còn được gọi là in 3D lắng đọng cầu chì. Nó làm nóng và làm tan chảy các vật liệu nóng chảy dạng sợi và ép chúng ra ngoài thông qua một vòi có vòi phun mịn. Theo đường chuyển động đã định, vật liệu được lắng đọng trong quá trình sản xuất. Trên bảng điều khiển hoặc vật liệu đông đặc của lớp trước (vật liệu sẽ đông đặc khi nhiệt độ thấp hơn một giá trị nhất định), sản phẩm cuối cùng được hình thành thông qua sự tích tụ của các lớp vật liệu. " Cao Jianwei nói. In 3D xử lý ánh sáng sử dụng nhựa cảm quang lỏng làm nguyên liệu thô và một máy quét được điều khiển bởi thiết bị điều khiển số chiếu tia laze lên bề mặt của nhựa cảm quang lỏng theo đường quét đã thiết kế, để tạo ra một lớp nhựa trong một diện tích bề mặt được bảo dưỡng, và nó là một lớp. Sau khi quá trình xử lý hoàn tất, một mặt cắt của bộ phận được tạo ra; sau đó bệ nâng được hạ xuống một khoảng nhất định, và một lớp nhựa lỏng khác được phủ lên trên lớp đã đóng rắn, và sau đó quét lớp thứ hai. Lớp đóng rắn thứ hai được liên kết chắc chắn với lớp đóng rắn trước đó. Sự chồng chất từng lớp như vậy tạo thành một nguyên mẫu phôi ba chiều. Sau khi mẫu thử nghiệm được lấy ra khỏi nhựa, cuối cùng nó được đóng rắn, và sau đó được đánh bóng, mạ điện, sơn hoặc màu để có được sản phẩm theo yêu cầu.

Điều này được hiểu rằng có nhiều loại nguyên liệu thô có thể được sử dụng trong in 3D kết hợp xếp chồng và các cài đặt in và phụ kiện phần cứng có thể được thay đổi theo các nhu cầu khác nhau, điều này có lợi hơn cho việc sản xuất tùy chỉnh và có thể thích ứng với việc sử dụng nhu cầu của các kịch bản chuyên biệt hơn. In 3D xử lý ánh sáng có thể đạt được độ phân giải 0.1 mm và có thể đạt được độ mịn và chi tiết xử lý bề mặt, chưa từng có bằng in 3D xếp chồng hợp nhất.

Công nghệ mới giúp cải thiện độ chính xác và tốc độ in

Công nghệ in 3D đóng rắn nhẹ, trong quá trình in trên “bề mặt liên kết rắn - lỏng” và xếp chồng từng lớp, chắc chắn sẽ sinh ra những “gợn sóng” nhỏ li ti. Những "gợn sóng" này rất tinh vi nên khó có thể quan sát được. Lý do tại sao hiệu ứng in không bị ảnh hưởng là độ chính xác của in 3D xử lý ánh sáng vẫn còn rất xa so với độ chính xác của mức nanomet.

Với những đột phá liên tục trong nghiên cứu và phát triển công nghệ, in 3D đã được ứng dụng thành công trong hàng không vũ trụ, y tế, xây dựng, ô tô và các lĩnh vực khác, và ngành công nghiệp sản xuất ngày càng có yêu cầu cao hơn về độ chính xác của các bộ phận.

In 3D có độ chính xác cao được đại diện bởi in 3D hai photon (TPP) ngày càng phổ biến do các đặc điểm nổi bật của nó là hiệu quả cao và độ chính xác cao.

In 3D hai photon, còn được gọi là công nghệ tạo hình đóng rắn bằng ánh sáng trùng hợp hai photon, cũng sử dụng nhựa cảm quang. Sự khác biệt là công nghệ bảo dưỡng quang học truyền thống sử dụng quá trình trùng hợp một photon và hấp thụ một photon làm đơn vị cơ bản. Trong một số trường hợp hiếm hoi, do chế độ chuyển đổi mức năng lượng đặc biệt trong vật chất, hai photon sẽ bị hấp thụ cùng một lúc, đó là "hiệu ứng hấp thụ hai photon". Nhưng chỉ tại tâm của tia laser hội tụ cao mới có bức xạ đủ cao để đảm bảo rằng hai photon được hấp thụ cùng một lúc.

Trong trường hợp bình thường, các vật thể thông thường như mảnh thủy tinh hoặc cốc nước có tốc độ truyền ánh sáng và tốc độ hấp thụ của một bước sóng nhất định, và tỷ lệ này không thay đổi theo sự thay đổi của cường độ ánh sáng. Tuy nhiên, hiệu ứng hấp thụ hai photon sẽ tăng lên khi mật độ năng lượng ánh sáng tăng lên.

"Chỉ khi cường độ ánh sáng đạt đến một giá trị nhất định, hiệu ứng hấp thụ hai photon rõ ràng sẽ xuất hiện. Bằng cách hội tụ tia laser, vùng phản ứng có thể được giới hạn trong một phạm vi với sai số rất nhỏ gần tiêu điểm. Với sự hợp tác của giai đoạn chuyển động chính xác, tiêu điểm được tạo ra trên chất cảm quang Chuyển động bên trong chất, vị trí mà tiêu điểm đi qua và chất cảm quang được biến tính và đông đặc, có thể in các vật thể 3D có hình dạng bất kỳ và độ chính xác có thể đạt đến mức nanomet. " Cao Jianwei nói với các phóng viên.

Theo các báo cáo, in 3D hai photon sử dụng tia laser để viết từng điểm một, và sau đó từng lớp một. Phương pháp in “từ điểm đến bề mặt và sau đó từng lớp” rất chính xác nhưng rất chậm (khoảng 0.1 mm khối mỗi giờ). ), ngay cả việc sản xuất các thành phần nhỏ cũng mất vài ngày, thậm chí vài tuần. Ngoài ra, nguồn sáng laser có giới hạn tuổi thọ. Nói chung, mỗi máy chỉ có thể sử dụng trong khoảng 20,000 giờ. Việc sử dụng lâu dài đã khiến chi phí in 3D hai photon cao.

Năm 2019, Chen Shiqi, phó giáo sư tại Khoa Cơ khí và Tự động hóa, Khoa Kỹ thuật, Đại học Trung Quốc Hồng Kông, và nhóm của ông đã phát triển công nghệ "in thạch bản hai photon hình chiếu femto giây" (FP-TPL) , giúp tăng tốc độ in bản gốc lên hàng nghìn đến mười nghìn lần. Người ta hiểu rằng công nghệ này có thể tạo thành một tấm quang học femto giây có thể lập trình trên một mặt phẳng vuông góc với chùm tia laze để ghi song song. Điều này tương đương với việc chiếu cùng lúc hàng triệu tiêu điểm laser để thay thế các phương pháp lấy nét truyền thống. Nói cách khác, công nghệ in 3D thạch bản hai photon chiếu femto giây có thể tạo ra toàn bộ mặt phẳng trong thời gian tại một điểm được thực hiện bởi công nghệ in 3D hai photon, giảm thời gian sản xuất từ ​​vài ngày xuống còn vài phút.

Liên kết đến bài viết này ： In 3D con tàu nhỏ nhất thế giới

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Dịch vụ. Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Nhà sản xuất gia công quy mô lớn túi y tế, cung cấp dịch vụ thiết kế 3D, mẫu thử nghiệm và giao hàng toàn cầu. Cũng cung cấp các loại vỏ cứng, EVA nửa cứng, bao mềm, túi và nhiều thứ khác cho OEM. Tất cả các trường hợp được thực hiện tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật với sự kết hợp vô hạn của nguyên vật liệu, khuôn, túi, vòng, khóa kéo, tay cầm, logo và phụ kiện. Các tùy chọn chống va đập, chống nước và thân thiện với môi trường. Bộ phận y tế, phản hồi khẩn cấp, Phần điện tử, các ngành công nghiệp, giáo dục, quân sự, an ninh, thể thao, ngoài trời và xây dựng. Các dịch vụ bao gồm tư vấn khái niệm trường hợp, thiết kế 3D, tạo mẫu, tạo mẫu,Khoan CNC Dịch vụ và sản xuất. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi ( sales@pintejin.com ).