Ứng dụng in 3D trong ngành FRP chủ yếu được thể hiện trong việc sản xuất các mô hình điêu khắc FRP. Thông qua công nghệ in 3D, hiệu quả sản xuất tác phẩm điêu khắc bằng sợi thủy tinh có thể được cải thiện đáng kể, có thể đạt được các thiết kế phức tạp hơn, đồng thời có thể tiết kiệm đáng kể chi phí về thời gian và ngân sách.
Cụ thể, công nghệ in 3D có thể chuyển đổi dữ liệu mô hình CAD thành hướng dẫn vận hành máy in 3D có thể điều khiển được và tạo ra các vật thể vật lý dựa trên mô hình kỹ thuật số thông qua lắng đọng từng lớp, nấu chảy, thiêu kết bột, v.v. Trong quá trình sản xuất các tác phẩm điêu khắc bằng sợi thủy tinh, bạn có thể sử dụng một máy in 3D để nhanh chóng in ra mô hình tác phẩm điêu khắc, sau đó sử dụng vật liệu sợi thủy tinh để xử lý và sản xuất tiếp theo. Phương pháp này không chỉ có thể nhanh chóng hoàn thành việc sản xuất mô hình mà còn đạt được nhiều thiết kế và hình dạng phức tạp khác nhau để đáp ứng nhu cầu sáng tạo của các nghệ sĩ điêu khắc. Dưới đây chúng tôi sẽ giải thích ứng dụng của máy in 3D SLA trong lĩnh vực điêu khắc bằng sợi thủy tinh.
Quy trình sản xuất in 3D SLA chủ yếu bao gồm các bước sau:
1. Tạo tệp lát: Nhập mô hình 3D được thiết kế vào phần mềm cắt và tạo tệp lát. Trong quá trình này, các thông số như chiều cao lớp in và mật độ lấp đầy có thể được điều chỉnh.
2. Chuẩn bị vật liệu: Nạp nhựa cảm quang vào thùng chứa vật liệu của máy in 3D SLA.
3. In sản phẩm: Đầu tiên máy in sẽ in một lớp dưới cùng để cố định vị trí của mẫu và đảm bảo chất lượng in.
4. In từng lớp: Theo hướng dẫn của tệp cắt, máy in 3D SLA sẽ đông cứng lớp nhựa cảm quang theo từng lớp và in từng lớp mô hình từ dưới lên trên. Tia laser hoặc chùm tia chiếu vào nhựa cảm quang, xử lý nó để tạo thành từng lớp của mô hình.
5. In hoàn tất: Khi tất cả các lớp của mô hình đã được in xong, máy in sẽ tự động dừng. Lúc này, vật in cần được đưa ra khỏi bể xử lý bằng ánh sáng.
6. Xử lý tiếp theo: Sau khi loại bỏ đối tượng in, có thể cần một số thao tác xử lý tiếp theo, chẳng hạn như loại bỏ các cấu trúc hỗ trợ, xử lý bề mặt, v.v., để đạt được chất lượng và hình thức yêu cầu cuối cùng.
Tốc độ sản xuất của máy in 3D SLA là khoảng 100-400g/h. Ví dụ, tốc độ sản xuất của Harbin 3D H360 là 100-300g/h, tốc độ sản xuất của HI-600 và HI-800 là 300-400g/h. Sử dụng nhựa quang trùng hợp để in 3D có thể tạo ra các tác phẩm điêu khắc khổ lớn trong thời gian ngắn hơn, bề mặt rất mịn và có thể tô màu mà không cần xử lý hậu kỳ nhiều.
Ngược lại, quy trình FRP truyền thống yêu cầu các bước sau:
1. Làm khuôn: Đầu tiên, cần phải làm khuôn tương ứng, thường được làm bằng ván gỗ, tấm nhôm và các vật liệu khác.
2. Chuẩn bị nguyên liệu: Chuẩn bị vải sợi thủy tinh, nhựa epoxy và các vật liệu khác, trộn theo tỷ lệ.
3. Phủ khuôn: Phủ chất chống dính lên bề mặt khuôn, sau đó đặt vải sợi thủy tinh đúc sẵn vào bên trong khuôn, dùng cọ hoặc súng phun bôi đều nhựa epoxy để thấm vào vải sợi.
4. Trải: Sau khi lớp vải sợi và nhựa epoxy đầu tiên khô, thêm lớp vải sợi thứ hai và lặp lại quá trình phủ nhựa epoxy cho đến khi đạt được độ dày yêu cầu.
5. Bảo dưỡng: Sau khi trải xong, khuôn được đặt trong lò nhiệt độ cao để bảo dưỡng, quá trình này thường mất vài giờ đến một ngày.
6. Tháo khuôn và xử lý tiếp theo: Sau khi đóng rắn, lấy khuôn ra và tháo khuôn. Cuối cùng, một số thao tác xử lý tiếp theo có thể được yêu cầu, chẳng hạn như đánh bóng bề mặt.
So với các quy trình truyền thống, máy in 3D SLA có hiệu quả sản xuất cao hơn và quy trình xử lý đơn giản hơn, có thể đáp ứng nhu cầu của khách hàng nhanh hơn và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Có sự khác biệt rõ ràng về nguyên tắc tạo hình giữa in 3D SLA và công nghệ FRP truyền thống. Quy trình sản xuất FRP truyền thống trước tiên bao gồm việc chế tạo một khuôn đơn giản và phủ khuôn bằng chất chống dính. Sau khi khuôn khô, nhựa và sợi gia cố bằng thủy tinh được trộn và tạo hình bằng cách phủ bằng tay, tiếp theo là xử lý và tháo khuôn, cuối cùng là xử lý sau. Quá trình này tương đối cồng kềnh, đòi hỏi những người thợ có kinh nghiệm thực hiện các thao tác lành nghề và mất nhiều thời gian để sản xuất. Để in 3D SLA, bạn chỉ cần nhập mô hình vào phần mềm cắt lát, điều chỉnh các thông số và bắt đầu in. Quá trình cắt lát thường chỉ mất 10-20 phút. Thời gian in tùy thuộc vào kích thước model và công suất sản xuất tối đa có thể đạt tới 400g/h.
Về chi phí nguyên liệu, chi phí nguyên liệu thô của nhựa cảm quang thường từ hàng chục nhân dân tệ đến 200 nhân dân tệ mỗi kg, trong khi chi phí sợi thủy tinh khoảng 800 nhân dân tệ mỗi mét vuông và chi phí sử dụng in 3D SLA là 200-400 nhân dân tệ trên mét vuông. Về. Mặc dù chi phí vật liệu tương tự nhau nhưng việc sản xuất FRP đòi hỏi chi phí nhân công cao hơn vì người vận hành cần có nhiều kinh nghiệm để thực hiện các thao tác thủ công, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến tổng giá thành của sản phẩm. Ngược lại, thợ in 3D SLA chỉ cần đào tạo 2-3 ngày để vận hành máy in.
Về chất lượng sản phẩm, quy trình in 3D SLA là làm cứng vật liệu theo từng lớp. Các chi tiết bề mặt của mô hình in mịn và có thể được sử dụng sau khi xử lý hậu kỳ đơn giản. Tuy nhiên, sản xuất sợi thủy tinh truyền thống đòi hỏi nhiều lớp phủ thủ công, cắt tỉa và đánh bóng, dễ xảy ra lỗi và không đồng đều và cần phải xử lý thủ công nhiều hơn. Máy in 3D SLA in bằng cách hóa rắn nhựa bằng tia laser, tạo ra sản phẩm có độ bền và độ mịn cao hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý vì chất liệu được sử dụng tương đối dễ vỡ nên khả năng chống va đập của sản phẩm không tốt bằng các sản phẩm sợi thủy tinh truyền thống. Vì vậy, bạn có thể cân nhắc kết hợp chất liệu sợi thủy tinh để tăng cường độ bền cho sản phẩm.
Về quy trình sản xuất, quy trình FRP truyền thống đòi hỏi nhiều công đoạn như làm khuôn thủ công, phủ nhựa, cán vải nên chu trình sản xuất kéo dài. Máy in 3D SLA sử dụng công nghệ in 3D tiên tiến để sản xuất các bộ phận bằng cách xử lý từng lớp nhựa, rút ngắn đáng kể thời gian sản xuất và giảm chi phí lao động.
Vấn đề mà khách hàng có thể đề cập đến là họ muốn thay thế quy trình đúc xốp bằng in 3D + sợi thủy tinh SLA. Mặc dù việc này không khó lắm nhưng bạn có thể gặp phải những vấn đề do quy trình mới gây ra. Tuy nhiên, đã có những trường hợp quy trình tương đối hoàn thiện để tham khảo nên các vấn đề tiềm ẩn có thể được giải quyết thông qua nghiên cứu và thực hành sơ bộ. Đối với ngành điêu khắc hoặc trang trí kiến trúc, việc lựa chọn sử dụng in 3D SLA để làm mô hình có thể tạo ra sản phẩm hiệu quả hơn và với chi phí thấp hơn. Hiện nay trên thị trường chưa có nhiều công dụng sử dụng và vẫn là thị trường đại dương xanh.
Ngoài ra, công nghệ in 3D còn có thể được sử dụng để sản xuất nhiều sản phẩm sợi thủy tinh thiết thực khác nhau như đèn, đồ gia dụng, v.v. Thông qua công nghệ in 3D, các sản phẩm sợi thủy tinh có hình dạng độc đáo và cấu trúc phức tạp
