in 3d kim loại

Trong thời đại công nghiệp 4.0, công nghệ in 3D kim loại đang trở thành một trong những xu hướng tiên phong, mang lại những đột phá lớn trong nhiều ngành công nghiệp. Trong đó, công nghệ Selective Laser Melting (SLM) nổi bật với khả năng tạo ra các sản phẩm kim loại có độ chính xác và độ bền cao. 

Các dòng máy in SLM phổ biến được chia sẻ sau đây đã chứng minh được hiệu suất vượt trội trong các ứng dụng từ y tế, hàng không vũ trụ đến sản xuất công nghiệp và nghiên cứu phát triển. Hãy cùng khám phá những đặc điểm nổi bật và ứng dụng đa dạng của những dòng máy in 3D SLM hàng đầu hiện nay. 

1. Máy in 3D công nghệ SLM là gì? 

SLM (Selective Laser Melting) hay còn gọi là in nung chảy chọn lọc bằng laser là công nghệ in 3D kim loại tiên tiến sử dụng tia laser cường độ cao để làm nóng chảy và hợp nhất bột kim loại từng lớp một, tạo thành vật thể 3D theo mô hình thiết kế.

in 3d kim loại SLM

Ưu điểm: 

  • Độ chính xác cao: Tạo ra các chi tiết 3D có độ chính xác cao, chi tiết phức tạp. 

  • Tính chất cơ lý tốt: Sản phẩm có tính chất cơ lý gần như kim loại nguyên khối, chịu tải trọng cao. 

  • Tự do thiết kế: Khả năng tạo hình cao, ít bị hạn chế về mặt hình dạng. 

Nhược điểm: 

  • Tốc độ in chậm: Quá trình in diễn ra từng lớp mỏng, do đó tốc độ in tương đối chậm so với các công nghệ khác. 

  • Giá thành cao: Chi phí máy móc, vật liệu và vận hành cao hơn so với các phương pháp in 3D khác. 

Ứng dụng: 

  • Ngành hàng không vũ trụ: Sản xuất các chi tiết động cơ, cánh quạt, khung máy bay,... 

  • Ngành y tế: Chế tạo cấy ghép nha khoa, khớp hông, dụng cụ phẫu thuật,... 

  • Ngành công nghiệp: Sản xuất khuôn mẫu, phụ tùng chính xác, chi tiết máy móc,... 

2. Vật liệu sử dụng cho máy in SLM 

Máy in SLM sử dụng nhiều loại vật liệu kim loại dạng bột, bao gồm: 

  • Thép: Thép không gỉ 316L, Maraging steel, Phôi thép,... 

  • Hợp kim Titan: Ti6Al4V, TiAl6V4,... 

  • Hợp kim Nhôm: AlSi10Mg, AlSi12,... 

  • Hợp kim Đồng: CuCr1Zr, CuNi2Si,... 

  • Vật liệu quý hiếm: Vàng, bạc, bạch kim,... 

Lựa chọn vật liệu phù hợp phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng, tính chất cơ lý mong muốn và khả năng tương thích với máy in. 

3. Quy trình hoạt động của máy in 3D SLM

Công nghệ Selective Laser Melting (SLM) là một trong những phương pháp tiên tiến nhất trong in 3D kim loại, sử dụng laser để tạo ra các cấu trúc từ bột kim loại. Dưới đây là quy trình chi tiết hoạt động của máy in 3D công nghệ SLM:

quy trình in 3D với công nghệ SLM

(Sơ đồ quy trình in 3D với công nghệ SLM)

3.1. Chuẩn bị và xử lý bột kim loại: 

Bột kim loại được phủ đều lên bàn in bằng một con lăn bột. Quá trình này diễn ra trong buồng xử lý được bảo vệ bằng khí trơ như argon hoặc trong môi trường chân không để ngăn kim loại phản ứng với không khí. 

3.2. Chuyển đổi mô hình kỹ thuật số: 

Thiết kế CAD (Computer-Aided Design) của đối tượng in được chuyển đổi thành các lớp mỏng. Các lớp này sẽ hướng dẫn tia laser để xây dựng mô hình 3D từng lớp một. 

3.3. Thiêu kết bằng laser: 

Một tia laser cường độ cao quét qua bề mặt bột kim loại theo đường viền của lớp hiện tại, làm nóng chảy và kết nối bột kim loại để tạo thành lớp rắn. Quá trình này được lặp lại cho đến khi toàn bộ đối tượng được xây dựng hoàn chỉnh. 

3.4. Hạ và nâng bàn in: 

Sau mỗi lớp hoàn thành, bàn in sẽ hạ xuống một khoảng bằng độ dày của lớp, và một lớp bột kim loại mới sẽ được phủ lên để tiếp tục quá trình thiêu kết. 

3.5. Hoàn thiện sau in: 

Sau khi in, sản phẩm có thể cần các bước xử lý nhiệt và làm sạch để cải thiện các đặc tính cơ học và bề mặt của nó. Bột kim loại dư thừa không được sử dụng sẽ được thu hồi và tái chế cho các lần in tiếp theo, giúp giảm lãng phí vật liệu 

4. Các dòng máy in công nghệ SLM tốt nhất hiện nay 

Máy in 3D sử dụng công nghệ SLM là một trong những phương pháp tiên tiến nhất để in 3D kim loại, cho phép tạo ra các sản phẩm có độ chính xác và chất lượng cao. Dưới đây là một số dòng máy in SLM hàng đầu hiện nay, kèm theo thông số kỹ thuật và ứng dụng của chúng: 

4.1. Máy in 3D SLM 125 

Sở hữu kích thước nhỏ gọn cùng khả năng in chính xác và công suất cao, máy SLM®125 là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng sử dụng lượng bột kim loại ít. Là sản phẩm nhỏ nhất trong dòng máy của SLM Solutions, SLM®125 đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng, từ tạo mẫu nhanh, sản xuất số lượng ít đến sản xuất hàng loạt và nghiên cứu khoa học. 

máy in 3d kim loại slm 125

Thông số chi tiết 

Thể tích buồng in (LxWxH) 

125 x 125 x 125 mm 

Cấu trúc quang học laser 

Đơn (1x400W) Laser sợi quang IPG 

Tốc độ in 

Lên đến 25 cm3/h 

Chiều dày lớp in 

20µm -  75 µm 

Chi tiết in nhỏ nhất 

140 µm 

Đường kính laser chiếu 

70 - 100 µm 

Tốc độ quét tối đa 

10 m/s 

Tiêu hao khí trơ khi in (Argon) 

0.6 l/phút (Argon) 

Tiêu hao khí trơ khi khởi động 

70 l/phút (Argon)   

Khí nén yêu cầu 

ISO 8573-1:2010 [1:4:1] 7 bar 

Kích thước máy (LxWxH) 

1400 x 900 x 2460 mm 

Ưu điểm nổi bật 

  • Kích thước nhỏ gọn, giá thành hợp lý: Phù hợp cho các doanh nghiệp khởi nghiệp, phòng thí nghiệm nghiên cứu, trường học. 

  • Độ chính xác cao: In các chi tiết 3D kim loại tinh xảo, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật khắt khe. 

  • Tiết kiệm vật liệu: Sử dụng lượng bột kim loại tối thiểu, giảm thiểu chi phí vận hành. 

Ứng dụng của máy in SLM 125 

Ứng dụng trong ngành y tế: 

  • In các bộ phận cấy ghép: Máy in SLM 125 có khả năng tạo ra các chi tiết nhỏ và chính xác, giúp sản xuất các bộ phận cấy ghép như khớp nối, đinh vít xương và các thiết bị y tế khác. 

  • Dụng cụ phẫu thuật: Khả năng in với độ phân giải cao (độ dày lớp 20 micron) cho phép tạo ra các dụng cụ phẫu thuật tinh xảo, đáp ứng yêu cầu khắt khe về độ chính xác và bề mặt mịn

răng giả in 3d

(Bộ phận răng giả) 

Ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ: 

  • Chi tiết máy bay: Khả năng in các bộ phận nhỏ và chịu lực tốt từ các vật liệu như titanium và nhôm, giúp sản xuất các chi tiết máy bay nhẹ nhưng bền vững 

Ứng dụng trong bộ phận trao đổi nhiệt 

  • Bộ phận làm mát: Bằng cách thiết kế lại chế độ làm mát với các kênh phù hợp bằng công nghệ SLM, ABB đã đạt được giảm 80% đáng kể thời gian làm mát TPE, xuống chỉ còn 6 giây. Điều này tương đương với việc giảm 75% chu kỳ sản xuất tổng thể, chỉ còn 14,7 giây

bộ làm mát

Đọc thêm về bộ phận trao đổi nhiệt tại đây:

CHẾ TẠO BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT HIỆU QUẢ CAO VỚI SẢN XUẤT BỒI ĐẮP

GIẢI PHÁP MỚI CHO NGÀNH CÔNG NGHIỆP DỤNG CỤ CHẾ TẠO KHUÔN MẪU: TỐI ƯU HÓA THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA VỚI CÔNG NGHỆ SLM

4.2. Máy in 3D SLM 280 

SLM®280 Production Series là dòng máy in 3D kim loại thế hệ thứ 3 của SLM Solutions, mang đến hiệu suất đột phá cho các doanh nghiệp yêu cầu dây chuyền sản xuất năng suất cao. Sở hữu hệ thống nhiều tia laser, xử lý bột khép kín và kiểm soát quy trình nâng cấp, SLM®280 Production Series tối ưu hóa tốc độ in, chất lượng sản phẩm và tiết kiệm vật liệu. Thể tích buồng in lớn hơn 25% so với các máy cùng loại, đáp ứng nhu cầu in ấn đa dạng và hiệu quả. 

máy in 3d kim loại slm 280

Thông số chi tiết 

Thể tích buồng in (LxWxH) 

280 x 280 x 365 mm 

Cấu trúc quang học laser 

Single (1x400W hay 1 x 700W; Twin (2 x 400W hay 2 x 700 W) 

Tốc độ in 

Lên đến 113 cm3/h 

Chiều dày lớp in 

20µm -  90 µm 

Chi tiết in nhỏ nhất 

150 µm 

Đường kính laser chiếu 

80 - 115 µm 

Tốc độ quét tối đa 

10m/s 

Tiêu hao khí trơ  khi in (Argon) 

13 l/phút (Argon) 

Tiêu hao khí trơ khi khởi động 

160 l/phút (Argon)   

Khí nén yêu cầu 

ISO 8573-1:2010 7 bar 

Kích thước máy (LxWxH) 

4150 x 1200 x 2525 mm 

Ưu điểm nổi bật 

  • Năng suất cao: Hệ thống nhiều tia laser, thể tích buồng in lớn, phù hợp cho sản xuất hàng loạt. 

  • Độ chính xác và chất lượng cao: Đáp ứng nhu cầu sản xuất đòi hỏi độ chính xác và tính chất cơ lý tốt. 

  • Hệ thống xử lý bột khép kín: An toàn, vệ sinh và tiết kiệm vật liệu. 

Ứng dụng của máy SLM 280 

Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp: 

  • Bộ phận động cơ: SLM 280 thích hợp cho việc in các chi tiết động cơ phức tạp, chịu nhiệt và chịu lực tốt, giúp cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của động cơ. 

  • Khuôn mẫu: Khả năng in các chi tiết lớn với độ chính xác cao, giúp tạo ra khuôn mẫu chính xác cho các quy trình đúc và sản xuất khác

Cổ ngỗng Krueger thiết kế với cấu trúc dạng lưới

(Cổ ngỗng Krueger thiết kế với cấu trúc dạng lưới) 

Xem thêm tại: TỐI ƯU HÓA THIẾT KẾ TRONG IN 3D KIM LOẠI: 2 TRƯỜNG HỢP THÀNH CÔNG 

Ứng dụng trong ngành ô tô: 

  • Phụ tùng xe hơi: SLM 280 có thể in các bộ phận xe hơi như các chi tiết trong hệ thống động cơ, hệ thống phanh, và các thành phần chịu lực khác, đáp ứng yêu cầu cao về độ bền và an toàn. 

4.3. SLM 800 

SLM®800 là máy in 3D kim loại đột phá với trục Z mở rộng, đáp ứng nhu cầu sản xuất các bộ phận kim loại kích thước lớn. Máy được trang bị khả năng kết nối nhiều máy thông qua SLM® HUB, mở ra những tiềm năng mới cho sản xuất bồi đắp kim loại công nghiệp quy mô lớn 

máy in 3d kim loại slm 800

Thông số chi tiết 

Thể tích buồng in (LxWxH) 

500 x 280 x 850 mm 

Cấu trúc quang học laser 

Quad (4x 700 W) IPG fiber laser 

Tốc độ in 

Lên đến 171 cm3/h 

Chiều dày lớp in 

20µm -  90 µm 

Chi tiết in nhỏ nhất 

150 µm 

Đường kính laser chiếu 

80 - 115 µm 

Tốc độ quét tối đa 

10m/s 

Tiêu hao khí trơ  khi in (Argon) 

5-7 l/phút (Argon) 

Tiêu hao khí trơ khi khởi động 

70 l/phút (Argon)   

Khí nén yêu cầu 

ISO 8573-1:2010 [1:4:1], 50 l/min @ 6 bar 

Kích thước máy (LxWxH) 

Tùy thuộc vào việc lắp đặt 

Ưu điểm nổi bật 

  • Khả năng in ấn kích thước lớn: Trục Z mở rộng, đáp ứng sản xuất các bộ phận kim loại kích thước lớn. 

  • Kết nối nhiều máy: Nâng cao hiệu quả và năng suất cho sản xuất quy mô lớn. 

  • Công nghệ in tiên tiến: Đảm bảo độ chính xác, chất lượng và khả năng tạo hình cao. 

Ứng dụng của máy SLM 800 

Ứng dụng trong sản xuất hàng loạt: 

  • Sản xuất các bộ phận lớn: Với khối lượng in lớn (500 x 280 x 850 mm) và tốc độ in nhanh, SLM 800 phù hợp cho việc sản xuất hàng loạt các bộ phận kim loại lớn, đặc biệt trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô.

in 3d kim loại trong hàng không

Ứng dụng trong ngành dầu khí: 

  • Thiết bị chịu áp lực cao: Khả năng in các bộ phận lớn và phức tạp từ các vật liệu chịu nhiệt và chịu áp lực cao như thép không gỉ và hợp kim niken, giúp sản xuất các thiết bị chịu áp lực cao trong ngành dầu khí. 

Ứng dụng trong nghiên cứu và phát triển: 

  • Phát triển vật liệu mới: Khả năng xử lý các vật liệu mới và phức tạp, giúp các trung tâm nghiên cứu và phát triển thử nghiệm và tạo ra các vật liệu mới có tính năng vượt trội. 

 

Công nghệ in 3D SLM đang mở ra những chân trời mới cho sản xuất và phát triển công nghiệp, với khả năng tạo ra các chi tiết kim loại phức tạp và chất lượng cao mà các phương pháp truyền thống không thể đạt được. 

in 3d kim loại

Các dòng máy in 3D kim loại SLM 125, SLM 280 và SLM 800 đã chứng tỏ tính linh hoạt và hiệu suất của mình trong nhiều lĩnh vực ứng dụng, từ sản xuất y tế đến hàng không và ô tô. Việc lựa chọn máy in phù hợp sẽ giúp doanh nghiệp tận dụng tối đa lợi ích của công nghệ SLM, thúc đẩy sự phát triển và đổi mới liên tục. 

Xem chi tiết tại: MÁY IN 3D KIM LOẠI 

Nhà phân phối chính hãng các dòng máy in 3D kim loại công nghệ SLM hàng đầu Việt Nam 

Vinnotek tự hào là nhà phân phối chính thức của Nikon SLM Solutions tại Việt Nam. Chúng tôi cung cấp các dòng máy in 3D kim loại phù hợp với nhu cầu sử dụng và yêu cầu của từng doanh nghiệp trong các lĩnh vực. 

Không chỉ có những đối tác đồng hành hàng đầu trong lĩnh vực in 3D, mà còn có đội ngũ kỹ sư dày dặn kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn trong lĩnh vực công nghệ tiềm năng này, Vinnotek cam kết mang lại những giải pháp phù hợp và đổi mới cho quy trình sản xuất của từng doanh nghiệp. 

Hãy liên hệ với chúng tôi để có thể đưa quy trình sản xuất của quý doanh nghiệp lên một tầm cao mới! 

_______________________________________

THÔNG TIN LIÊN HỆ:    

☎Số điện thoại: (+84)905300382    

📩Email: sales@vinnotek.com    

💻Website: https://vinnotek.com/    

⚡LinkedIn: https://tinyurl.com/VINNOTEKlinkedin    

⚡Facebook: https://tinyurl.com/VINNOTEK 

article